El cromosoma que se coló

El síndrome de Down es un defecto congénito común que afecta aproximadamente a 1 de cada 700 nacimientos en todo el mundo. Está causado principalmente por la trisomía 21 humana, una condición en la que hay tres copias del cromosoma 21 en cada célula del cuerpo en lugar de dos.

Los niños con síndrome de Down presentan rasgos físicos muy característicos, acompañados de problemas de desarrollo intelectual y de un mayor riesgo de problemas de salud cardíacos y de algunos tipos de cáncer.

Un error en la división celular

El síndrome de Down es el ejemplo más común de una condición llamada aneuploidía, en la que un error en la meiosis (el tipo de división celular que crea embriones) provoca un número anormal de cromosomas (respecto a los 46 habituales).

A medida que la mujer envejece, el riesgo de formar un embrión aneuploide aumenta, lo que incrementa la probabilidad de dar a luz a un bebé con síndrome de Down. El riesgo también es mayor en técnicas de reproducción asistida en comparación con un embarazo natural.

Progreso lento

A pesar de que el síndrome de Down fue descrito por primera vez a finales del siglo XIX, y de que la trisomía 21 fue identificada como su causa más común hace más de medio siglo, se han logrado pocos avances en su tratamiento.

Hasta ahora, la investigación se ha centrado principalmente en terapias para mejorar la función cognitiva, pero ninguna ha llegado al mercado. Eliminar el cromosoma extra, que es la causa del problema, ha sido un reto fuera del alcance de los investigadores.

Sin embargo, un nuevo estudio desde Japón podría cambiar esto.

CRISPR/Cas9 al rescate

La herramienta de edición genética CRISPR/Cas9 se ha hecho famosa incluso fuera de la comunidad científica. Utilizada en un principio para eliminar, insertar o cambiar con precisión genes específicos o secuencias cortas de ADN,  evolucionó rápidamente para abarcar regiones más grandes del genoma e incluso cromosomas enteros.

Esto se logra cortando el cromosoma en múltiples sitios, con el desafío de seleccionar alelos específicos (variantes de genes) como objetivo, para garantizar que solo se elimine el cromosoma deseado.

Si esto se logra, se podrían desarrollar técnicas de edición genética para los síndromes de aneuploidía y a terapias que aborden la causa raíz del síndrome de Down.

Cada cromosoma con su pareja

El equipo de investigadores identificó sutiles diferencias en la expresión génica dependiendo del origen parental en varios genes de los tres cromosomas homólogos del síndrome de Down.

Con esta información, lograron diseñar un proceso para eliminar selectivamente el cromosoma duplicado, devolviendo la célula a su estado natural de parejas de cromosomas, uno de cada progenitor.

Los investigadores utilizaron células madre pluripotentes en las que se había inducido artificialmente la trisomía 21, y lograron demostrar que las células reparadas restauraban la expresión génica normal y sus propiedades celulares. Posteriormente, aplicaron la misma técnica a fibroblastos de la piel, confirmando su eficacia en células diferenciadas y no divisorias.

Mirando hacia el futuro

El equipo logró convertir lo que antes se consideraba un efecto secundario grave de las terapias génicas basadas en CRISPR/Cas9—la pérdida de cromosomas enteros—en una prueba de concepto para un enfoque novedoso y prometedor que podría tratar el síndrome de Down y otras aneuploidías.

Sin embargo, aún quedan varios desafíos tecnológicos, incluyendo una tasa de eliminación imperfecta (lo que llevó a mutaciones en células donde el cromosoma extra no fue eliminado), y el número limitado de líneas celulares y tipos de células utilizadas en el estudio.

A pesar de esto, el estudio representa los primeros pasos hacia una terapia que ataque las causas genéticas fundamentales del síndrome de Down. Los investigadores esperan probar su técnica de edición genética en neuronas y células gliales en el futuro, mientras trabajan en mejorar la tasa de eliminación.