El Dr. Francisco Barriga, jefe del Grupo de Ingeniería Genómica del Cáncer del Vall d’Hebron Instituto de Oncología (VHIO), que forma parte del Vall d’Hebron, desarrolló la tecnología de edición genética MACHETE durante su estancia postdoctoral en el Sloan Kettering Institute (Barriga et al., Nature Cancer, 2022). El objetivo de su investigación en VHIO es utilizar esta nueva herramienta para generar modelos que permitan estudiar en profundidad estas alteraciones genómicas que se observan frecuentemente en cáncer, con el objetivo de entender su función y diseñar nuevas estrategias terapéuticas.
La revista Nature Protocols ha publicado el artículo Engineering megabase-sized genomic deletions with MACHETE (Molecular Alteration of Chromosomes with Engineered Tandem Elements) en el que los autores Francisco Barriga y Scott W. Lowe del Sloan Kettering Institute comparten esta tecnología con la comunidad científica con el objetivo que investigadores de todo el mundo que necesiten trabajar con edición genética estable de grandes deleciones genómicas pueda tener acceso.
¿Qué es la edición génica?
La edición génica es la habilidad alterar la secuencia del ADN de las células para nuestros propios propósitos de investigación. “Este concepto nace hace más de 50 años” explica el Dr. Barriga “en la época de los 60 Mario R. Capecchi, Oliver Smithies y Martin J. Evans generaron los primeros ratones transgénicos por lo que recibieron un Premio Nobel. Décadas más tarde, Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna ganaron otro Premio Nobel por el desarrollo de la técnica CRISPR de edición genética que gracias a unas enzimas conocidas como nucleasas es capaz de generar cortes en secuencias específicas del ADN”.
La investigación del grupo del Dr. Barriga se centra en estudiar la función de cambios cromosómicos a gran escala. Estos cambios son conocidos como alteraciones del número de copias en cáncer, y para estudiarlos su grupo combina estrategias de ingeniería genómica de última generación con modelos in vivo de cáncer. El objetivo es descubrir los mecanismos por los cuales estos grandes cambios permiten que las células cancerosas se propaguen y resistan a las terapias.
“La eficiencia de la tecnología CRISPR no era suficiente para la generación de modelos celulares a los que les falta una gran región de genoma, lo que se conoce como deleciones” explica Barriga. “Esto es porque son eventos muy poco frecuentes y difíciles de encontrar, así que ideé una nueva manera de utilizar la edición génica para específicamente obtener las células que presentaban estas deleciones”.
Una aguja en un pajar
El artículo de la revista Nature Protocols detalla el protocolo de esta tecnología que consiste en introducir un ‘botón de autodestrucción’ en la región cromosómica que queremos eliminar. De esta forma, al hacer los dos cortes con CRISPR para eliminar la región de interés, las células que tienen la deleción eliminan ese ‘botón’ y sobrevivirán, mientras que las células que no hicieron la deleción se autodestruyen. La creación de células con deleciones sirve como modelos para investigar porqué los pacientes que presentan esta alteración cromosómica responden peor los tratamientos o tienen peor pronóstico a determinadas terapias.
“Es como buscar una aguja en un pajar” compara Francisco Barriga “donde por ejemplo podríamos usar un imán para encontrar la aguja, pero esto tardaría mucho y sería poco eficiente. Por el contrario, lo que hacemos con MACHETE es prender fuego a la paja de forma que sólo nos queda la aguja, en este caso las células que presentan la alteración cromosómica que queremos estudiar”.
Nuevo marco conceptual y experimental
“La identificación de mutaciones puntuales en cáncer ha sido muy útil para seguir conociendo la biología de la enfermedad y para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas dirigidas” explica el Dr. Barriga. “Para seguir avanzando en la investigación contra el cáncer y en la búsqueda de respuestas nos planteamos un nuevo marco conceptual y experimental en el que debemos estudiar las grandes alteraciones cromosómicas. Sabemos que estas alteraciones son muy frecuentes en cáncer, y nuestro objetivo es llevarlas al mismo nivel de entendimiento que tenemos del estudio de las mutaciones puntuales. Llegar, por ejemplo, a ser capaces de predecir la respuesta de los pacientes según sus alteraciones cromosómicas y eventualmente diseñar terapias que atacan específicamente células con estas deleciones”.
Referencia
Barriga, F.M., Lowe, S.W. Engineering megabase-sized genomic deletions with MACHETE (Molecular Alteration of Chromosomes with Engineered Tandem Elements). Nat Protoc (2024). https://doi.org/10.1038/s41596-024-00953-9
