Edición Genética de las Células Madre con CRISPR-Cas: Avances en la Medicina Regenerativa Genetic Editing of Stem Cells with CRISPR-Cas: Advances in Regenerative Medicine
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
La edición génica de células madre mediante CRISPR-Cas se ha convertido en un motor real de transformación de la medicina regenerativa, al permitir una corrección precisa de mutaciones y generación de modelos celulares fiables. Se destacan modelos de edición ex vivo e in vivo, así como nuevas formas de administración que han generado avances terapéuticos importantes en la actualidad.
Analizar la evidencia científica disponible sobre la edición genética de células madre con tecnología CRISPR-Cas, mediante una revisión sistemática de bases de datos especializadas y confiables, con el fin de consolidar la información actual sobre su aplicabilidad y contribución al desarrollo de la medicina regenerativa. Los estudios revisados demuestran que la edición genética de células madre con tecnología CRISPR-Cas ha logrado avances importantes en la terapéutica actual, especialmente en enfermedades hematológicas monogénicas y hereditarias. Terapias ex vivo (exa-cel) para anemia falciforme y β-talasemia han alcanzado la edición estable. El caso de terapias in vivo utilizadas en amiloidosis ha resultado en reducciones sostenidas de proteínas patogénicas. A pesar de las distintas ventajas de la terapia con CRISPR-Cas, aún persisten retos conocidos como la variabilidad interindividual, riesgos off-target y accesibilidad de estas tecnologías en países con recursos limitados. La convergencia entre la tecnología CRISPR y la plasticidad de las células madre representa un profundo avance en la medicina regenerativa, que no se mide solo en la capacidad de editar, sino en la precisión de hacerlo sin altear la viabilidad de la célula o la estabilidad del genoma.
Descargas
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Citas
Balboa, D., Prasad, R. B., Groop, L., & Otonkoski, T. (2019). Genome editing of human pancreatic beta cell models: problems, possibilities and outlook. Diabetologia, 62(8), 1329–1336. https://doi.org/10.1007/s00125-019-4908-z
Bjursell, M., Porritt, M. J., Ericson, E., Taheri-Ghahfarokhi, A., Clausen, M., Magnusson, L., Admyre, T., Nitsch, R., Mayr, L., Aasehaug, L., Seeliger, F., Maresca, M., Bohlooly-Y, M., & Wiseman, J. (2018). Therapeutic Genome Editing With CRISPR/Cas9 in a Humanized Mouse Model Ameliorates α1-antitrypsin Deficiency Phenotype. EBioMedicine, 29, 104–111. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2018.02.015
Cerna-Chavez, R., Ortega-Gasco, A., Baig, H. M., Ehrenreich, N., Metais, T., Scandura, M. J., Bujakowska, K., Pierce, E. A., & Garita-Hernandez, M. (2024). Optimized Prime Editing of Human Induced Pluripotent Stem Cells to Efficiently Generate Isogenic Models of Mendelian Diseases. In International Journal of Molecular Sciences (Vol. 26, Issue 1, p. 114). https://doi.org/10.3390/ijms26010114
Chang, K.-H., Huang, C.-Y., Ou-Yang, C.-H., Ho, C.-H., Lin, H.-Y., Hsu, C.-L., Chen, Y.-T., Chou, Y.-C., Chen, Y.-J., Chen, Y., Lin, J.-L., Wang, J.-K., Lin, P.-W., Lin, Y.-R., Lin, M.-H., Tseng, C.-K., & Lin, C.-H. (2021). In vitro genome editing rescues parkinsonism phenotypes in induced pluripotent stem cells-derived dopaminergic neurons carrying LRRK2 p.G2019S mutation. Stem Cell Research & Therapy, 12(1), 508. https://doi.org/10.1186/s13287-021-02585-2
Frangoul, H., David, A., Domenica, C. M., Yi-Shan, C., Jennifer, D., K., E. B., Juergen, F., Josu, de la F., Stephan, G., Rupert, H., W., H. T., Antonis, K., Andrew, K., Julie, L.-H., M., L. A., Franco, L., Y., M. M., Mariane, de M., Damiano, R., … Selim, C. (2021). CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia. New England Journal of Medicine, 384(3), 252–260. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2031054
Frangoul, H., Franco, L., Akshay, S., Monica, B., Markus, M., Lyndsay, M., Donna, W., I., L. R., Paul, T., J., S. A., Marina, C., Selim, C., Damiano, R., Roland, M., Laurence, D., Stephan, L., Mariane, de M., H., S. M., C., W. M., … A., G. S. (2024). Exagamglogene Autotemcel for Severe Sickle Cell Disease. New England Journal of Medicine, 390(18), 1649–1662. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2309676
Gillmore, D. J., Ed, G., Jorg, T., Justin, K., Marianna, F., L., M. M., Jessica, S., Daniel, O., R., W. K., Kristy, W., Jonathan, P., Yuanxin, X., Adam, A., P., B. A., E., C. J., D., M. M., Andrew, S., Olivier, H., Andrew, M., … David, L. (2021). CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis. New England Journal of Medicine, 385(6), 493–502. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2107454
Hendriks, D., Clevers, H., & Artegiani, B. (2020). CRISPR-Cas Tools and Their Application in Genetic Engineering of Human Stem Cells and Organoids. Cell Stem Cell, 27(5), 705–731. https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.10.014
Lara-Sáez, I., Mencía, Á., Recuero, E., Li, Y., García, M., Oteo, M., Gallego, M. I., Enguita, A. B., de Prado-Verdún, D., A, S., Wang, W., García-Escudero, R., Murillas, R., & Santos, M. (2024). Nonviral CRISPR/Cas9 mutagenesis for streamlined generation of mouse lung cancer models. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(28), e2322917121. https://doi.org/10.1073/pnas.2322917121
Locatelli, F., Lang, P., Corbacioglu, S., Wall, D., Meisel, R., Li, A. M., de La Fuente, J., Shah, A. J., Carpenter, B., Kwiatkowski, J. L., Mapara, M., Liem, R. I., Cappellini, M. D., Algeri, M., Kattamis, A., Sheth, S., Grupp, S., Kohli, P., Shi, D., … Frangoul, H. (2023). Exagamglogene Autotemcel for Transfusion-Dependent β-Thalassemia. Blood, 142(Supplement 1), 1053. https://doi.org/10.1182/blood-2023-190534
Long, C., Li, H., Tiburcy, M., Rodriguez-Caycedo, C., Kyrychenko, V., Zhou, H., Zhang, Y., Min, Y.-L., Shelton, J. M., Mammen, P. P. A., Liaw, N. Y., Zimmermann, W.-H., Bassel-Duby, R., Schneider, J. W., & Olson, E. N. (2018). Correction of diverse muscular dystrophy mutations in human engineered heart muscle by single-site genome editing. Science Advances, 4(1), eaap9004. https://doi.org/10.1126/sciadv.aap9004
Longhurst, L. H., Karen, L., S., P. R., M., F. L., Padmalal, G., David, M., S., B. J., Y., S. M., Adele, G., Yuanxin, X., Carri, B., D., V. J., M., A. A., L., M. M., D., M. M., Jessica, S., W., H. B., Samantha, S., John, L., … M., C. D. (2024). CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing of KLKB1 for Hereditary Angioedema. New England Journal of Medicine, 390(5), 432–441. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2309149
Pimentel-Parra, G. A., & Murcia-Ordoñez, B. (2018). Células madre, una nueva alternativa médica. Perinatología y Reproducción Humana, 31(1), 28–33. https://doi.org/10.1016/j.rprh.2017.10.013
Quesada Leyva, L., León Ramentol, C. C., Fernández Torres, S., & Nicolau Pestana, E. (2018). Células madre: una revolución en la medicina regenerativa. In MEDISAN (Vol. 21, pp. 574–581). scielocu.
Rafi, M. A. (2011). Gene and stem cell therapy: alone or in combination? BioImpacts : BI, 1(4), 213–218. https://doi.org/10.5681/bi.2011.030
Smith, R. H., Chen, Y.-C., Seifuddin, F., Hupalo, D., Alba, C., Reger, R., Tian, X., Araki, D., Dalgard, C. L., Childs, R. W., Pirooznia, M., & Larochelle, A. (2020). Genome-Wide Analysis of Off-Target CRISPR/Cas9 Activity in Single-Cell-Derived Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cell Clones. Genes, 11(12). https://doi.org/10.3390/genes11121501
Vizoso, F. J., Costa, L. A., & Eiro, N. (2023). Nueva era de la medicina basada en las células madre mesenquimales: bases, retos y perspectivas. Revista Clínica Española, 223(10), 619–628. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.rce.2023.10.002
Wang, J., Sun, S., & Deng, H. (2023). Chemical reprogramming for cell fate manipulation: Methods, applications, and perspectives. Cell Stem Cell, 30(9), 1130–1147. https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.08.001
Wang, Y., Hu, G., Hill, R. C., Dzieciatkowska, M., Hansen, K. C., Zhang, X.-B., Yan, Z., & Pei, M. (2021). Matrix reverses immortalization-mediated stem cell fate determination. Biomaterials, 265, 120387. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120387
Xu, L., Jun, W., Yulin, L., Liangfu, X., Bin, S., Danlei, M., Longteng, W., Tingting, L., Xiaobao, W., Bin, Z., Long, Z., Liangding, H., Hongmei, N., Yufeng, Z., Kai, D., Lifeng, L., Xiaofan, L., Tong, Z., Jun, X., … Hu, C. (2019). CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia. New England Journal of Medicine, 381(13), 1240–1247. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1817426.