Biologia Molecular Mexico

La revolución CRISPR, junto con sus derivados más sofisticados como los editores de bases (BE) y los editores “prime” (PE), nos ha dado herramientas increíblemente poderosas para reescribir el código de la vida. Imagina corregir enfermedades genéticas directamente en el ADN de un paciente. ¡El potencial es inmenso! Pero, como suele pasar en ciencia, una cosa es tener la herramienta y otra muy distinta es poder llevarla exactamente a donde se necesita, de forma segura y eficaz. Este “problema de entrega” es uno de los mayores cuellos de botella para la terapia génica.

Los métodos actuales tienen sus pros y contras: los virus adeno-asociados (AAVs) son populares, pero tienen capacidad limitada y pueden generar respuestas inmunes; los lentivirus se integran en el genoma, lo que conlleva riesgos; y las nanopartículas lipídicas (LNPs), famosas por las vacunas COVID, aún luchan con la especificidad y eficiencia para ciertos tipos celulares y tejidos. Además, mantener la expresión del editor genético por mucho tiempo puede aumentar el riesgo de efectos colaterales como blancos equivocados (off-target).

Aquí es donde entra en juego un nuevo y emocionante desarrollo publicado en la prestigiosa revista Cell por Julian Geilenkeuser, Dong-Jiunn Jeffery Truong, Gil Gregor Westmeyer y colaboradores. Han diseñado un sistema de entrega basado en partículas similares a virus (VLPs), pero con giros de ingeniería molecular realmente ingeniosos: los ENVLPEs (Engineered NucleoCytosolic vehicles for Loading of Programmable Editors).

¿Qué son los ENVLPEs y por qué son diferentes?

Los ENVLPEs se basan en la proteína Gag del VIH-1, que tiene la capacidad natural de autoensamblarse en partículas. Pero ahí acaban las similitudes con los VLPs convencionales. El equipo introdujo modificaciones clave:

1. Carga Inteligente vía ARN (¡No Fusión de Proteínas!): La mayoría de los VLPs para CRISPR fusionan la proteína Cas9 a Gag. Esto puede ser complicado de optimizar y no ideal, ya que Cas9 funciona mejor cuando ya está unido a su ARN guía (formando un complejo RNP). Los ENVLPEs usan una estrategia más elegante: modificaron Gag para que reconozca y se una a una pequeña etiqueta de ARN (un aptámero, como el PP7) añadida al ARN guía (gRNA o el más complejo pegRNA para prime editing). ¡Esto asegura que se empaquete preferentemente el complejo RNP completo y funcional!
2. Servicio de Transporte Núcleo-Citoplasma: Los gRNAs se producen en el núcleo, pero las VLPs se ensamblan en la membrana citoplasmática. ¿Cómo llevar la carga RNP al sitio de ensamblaje? Los ENVLPEs incorporan señales de localización nuclear (NLS) y de exportación nuclear (NES) en la proteína Gag modificada. Esto crea un “transbordador” molecular que activamente recoge los RNPs del núcleo y los lleva al citoplasma para su empaquetamiento. ¡Brillante!
3. Protección Extra para Carga Frágil (Prime Editing): Los pegRNAs usados en prime editing son particularmente largos e inestables, especialmente en su extremo 3′, que contiene la plantilla para la corrección. Para protegerlos, los investigadores incorporaron el sistema Csy4/C4. La proteína Csy4 reconoce y se une con altísima afinidad a una estructura específica de ARN (el aptámero C4) añadida al extremo 3′ del pegRNA. Esta unión actúa como un “escudo protector” contra las enzimas que degradan el ARN, aumentando significativamente la estabilidad del pegRNA y, como resultado, la eficiencia del prime editing en un orden de magnitud.
4. Modularidad y Versatilidad: Como el sistema se basa en el reconocimiento del aptámero en el ARN guía, es intrínsecamente modular. Se puede cambiar el “efector” (Cas9 nucleasa, editor de base, editor prime, activador CRISPRa) sin tener que rediseñar todo el sistema de empaquetaje.
5. Opción Minimalista: Incluso demostraron que podían crear versiones “mini” (miniENVLPE) eliminando grandes partes no esenciales de Gag y reemplazándolas con dominios de oligomerización simples (como GCN4), ¡manteniendo una alta eficiencia con solo un 13% de la secuencia original de Gag!

Demostrando su Poder: De Células Primarias a Modelos In Vivo

El equipo comparó rigurosamente ENVLPE+ (la versión optimizada con GCN4 y protección Csy4) con los sistemas VLP de última generación (eVLPs) en escenarios relevantes:

• Edición Ex Vivo de Linfocitos T: Demostraron una alta eficiencia en la edición de bases para eliminar el MHC de clase I y el receptor de células T en linfocitos T primarios humanos, un paso clave para generar células T “universales” para inmunoterapia. La eficiencia fue comparable a los eVLPs, pero los ENVLPE+ mostraron una superior eficiencia por partícula.

• Rescate In Vivo de Enfermedades Retinianas: ¡La prueba de fuego! Usaron ENVLPE+ para entregar editores prime mediante inyección subretinal en dos modelos de ratón de enfermedades hereditarias de la retina (rd6 y rd12). Los resultados fueron espectaculares: ENVLPE+ restauró eficientemente la expresión de la proteína funcional (MFRP en rd6, RPE65 en rd12) y, lo más importante, restauró parcialmente la función visual medida por electrorretinografía (ERG) en el modelo rd12. En comparación directa, superaron significativamente a los eVLPs de prime editing previamente publicados en estos mismos modelos.

Conclusión: Un Nuevo Vector de Precisión para la Terapia Génica

Los ENVLPEs representan un salto adelante en el diseño de vehículos para la entrega de editores genéticos. Su enfoque en el empaquetaje de RNPs funcionales a través de aptámeros de ARN, combinado con el transporte nucleocitosólico activo y la protección del ARN guía, ofrece una plataforma potente, modular y versátil. Su éxito demostrado tanto ex vivo en células primarias difíciles de editar como in vivo en modelos de enfermedad ocular subraya su enorme potencial terapéutico.

Aunque aún quedan optimizaciones por hacer (como mejorar los títulos de producción), los ENVLPEs se perfilan como una herramienta fundamental para hacer realidad la promesa de la edición genética de precisión para tratar una amplia gama de enfermedades humanas. ¡Definitivamente, una tecnología a la que seguirle la pista!

Referencia: Geilenkeuser, J., Armbrust, N., Steinmaßl, E., et al. Engineered nucleocytosolic vehicles for loading of programmable editors. Cell 188 (2025). https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.03.015