Investigadores de las unidades de Innovación Biomédica y Aplicaciones Médicas del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) han desarrollado una nueva metodología que optimiza la generación de modelos de cáncer de pulmón en ratones. Esta investigación ha sido publicada recientemente en la revista “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” (PNAS). En concreto, el estudio ha desarrollado una innovadora metodología para introducir mutaciones genéticas en el tejido pulmonar, lo que permite analizar su impacto y el crecimiento de tumores, representando un importante avance en la investigación del cáncer de pulmón.
Este avance es significativo, ya que reduce considerablemente los tiempos y costes al acelerar y optimizar la generación de modelos tumorales. La eficacia de este método ha sido demostrada, abriendo la puerta a nuevas terapias para el cáncer de pulmón, una enfermedad que presenta una de las tasas de supervivencia más bajas debido a la falta de tratamientos efectivos.
Los estudios que integran los datos de modelos de ratón y análisis humanos ofrecen las mejores perspectivas para abordar el cáncer en general y el cáncer de pulmón en particular. No obstante, las tecnologías convencionales para generar modelos son altamente laboriosas, costosas y dependen de complejos programas de cría que pueden llevar años completarse. En esta investigación, se han utilizado modelos de ratón para investigar el papel de un conjunto de variaciones genéticas en el desarrollo tumoral.
Tecnología CRISPR/Cas9
Los investigadores destacan que esta investigación ha empleado herramientas de edición génica, específicamente la tecnología CRISPR/Cas9, que permite realizar cambios precisos en el ADN. Esta tecnología es un sistema de edición genética que permite realizar modificaciones precisas en el ADN de organismos vivos. CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas) es una secuencia de ADN que actúa como una especie de “memoria” de secuencias virales previamente encontradas en bacterias. Cas9 (Proteína 9 asociada a CRISPR) es una enzima que actúa como “tijeras moleculares”, capaz de cortar el ADN en ubicaciones específicas determinadas por la secuencia de guía de ARN diseñada para complementar el ADN objetivo. Este sistema se utiliza ampliamente en la investigación científica y tiene aplicaciones potenciales en medicina, agricultura y biotecnología.
En este trabajo, dicha tecnología ha facilitado la creación de nuevos modelos de cáncer de pulmón que se asemejan lo más posible a la realidad. Los especialistas han desarrollado un modelo de cáncer de pulmón más eficiente gracias a esta tecnología, que permite introducir directamente mutaciones causantes del cáncer en células adultas del tracto respiratorio. Este avance representa un significativo ahorro de tiempo en la investigación utilizando modelos animales.
Biomateriales sintéticos
Otra innovación destacada en el estudio ha sido el uso de biomateriales sintéticos, específicamente polímeros catiónicos, para administrar los reactivos CRISPR/Cas9 a células epiteliales pulmonares adultas. Estos biomateriales actuaron como nanopartículas transportadoras de los componentes necesarios para la edición génica directamente a las células objetivo. Además, la metodología desarrollada ofrece una ventaja adicional al poder utilizarse en ratones adultos de cualquier fondo genético (puro, mixto e incluso inmunodeficientes), que pueden adquirirse comercialmente sin necesidad de manipulación o modificación genética previa.
Gracias al uso de la tecnología de edición génica, se ha creado un modelo de carcinoma microcítico o de células pequeñas de pulmón que reproduce fielmente las características de la enfermedad humana. Este modelo muestra notables similitudes con los modelos previamente desarrollados utilizando tecnologías convencionales. Como resultado de este estudio y prueba de concepto, se ha establecido un sistema de evaluación de la edición génica basado en un gen informador conocido como “reporter Tomato”.
Mirentxu Santos y Rodolfo Murillas, investigadores del CIEMAT, pertenecientes al área de Cáncer del Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBERONC) y al Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital 12 de Octubre (IIS-H12O), han coordinado los trabajos de investigación. En estos proyectos también participan investigadores de la Universidad de Dublín y del Instituto de Salud Carlos III, quienes son coautores del artículo. Asimismo, este trabajo ha sido posible gracias a las subvenciones obtenidas del Instituto de Salud Carlos III y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, así como de la Asociación Española contra el Cáncer, Science Foundation Ireland (SFI) y EB-Research Network.
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