Esta revisión ha sido diseñada por el profesor Changyang Gong y escrita por su estudiante de doctorado Shiyao Zhou. Al principio, explican el mecanismo del sistema CRISPR/Cas9. El sistema CRISPR/Cas9 está formado por la proteína Cas9 y el ARN director monocatenario (sgARN). En presencia del motivo adyacente al protoespaciador (PAM), el sgRNA dirige con precisión la endonucleasa Cas9 a las regiones diana, donde provoca roturas de doble cadena (DSB) en el ADN, lo que da lugar a cambios genómicos en sitios específicos. La reparación endógena del ADN puede tener lugar tras la creación de un DSB a través de dos vías principales de edición del genoma: la unión de extremos no homólogos (NHEJ) o la reparación dirigida por homología (HDR).

Aprovechando las características biológicas de Cas9, que se dirige a secuencias de ADN específicas bajo la guía de sgRNA, los científicos han desarrollado herramientas de activación e inhibición de genes basadas en dCas9, denominadas CRISPRa y CRISPRi respectivamente.

A continuación, se esbozan las características de tres formas de cargas CRISPR/Cas9. Las tres formas de entrega del sistema CRISPR/Cas9 son plásmidos, ARNm/ARNsg y complejos de ribonucleoproteínas (RNP), cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas. Sin embargo, independientemente de la forma de la carga útil, es difícil que CRISPR/Cas9 penetre en las células diana. Por lo tanto, es esencial desarrollar una estrategia nanotecnológica eficaz para la administración de CRISPR/Cas9.

A continuación, se resumen de forma exhaustiva las técnicas de administración basadas en la nanotecnología de estas tres categorías para tratar el cáncer. Aunque los vectores víricos son los más utilizados para el sistema CRISPR/Cas9, sus aplicaciones se han visto limitadas por inconvenientes como su escasa capacidad de empaquetado, su elevada inmunogenicidad y su falta de orientación tisular. Los nanotransportadores, entre los que se encuentran las nanopartículas basadas en lípidos catiónicos, las nanopartículas basadas en polímeros/polipéptidos catiónicos, los nanomateriales inorgánicos, las nanoestructuras de ADN, las nanopartículas basadas en oro y los exosomas o vesículas extracelulares, son actualmente métodos de administración esperanzadores para los sistemas CRISPR/Cas9.

Tomando como ejemplo los vectores no virales basados en lípidos catiónicos, éstos pueden cargar el sistema CRISPR/Cas9 mediante interacciones electrostáticas. Además, la orientación de los vectores puede mejorarse mediante la modificación del ligando o la modificación estructural para promover la captación celular y mejorar la eficacia de la entrega. Activados por entornos intracelulares específicos o señales extracelulares, los nanotransportadores con capacidad de respuesta también pueden lograr la liberación específica de CRISPR/Cas9 para la edición génica controlable espaciotemporalmente. Estos sistemas de administración inteligentes basados en la nanotecnología mejoran significativamente las capacidades terapéuticas tumorales del sistema CRISPR/Cas9 y reducen notablemente sus efectos no deseados.

Al final, también aportaron ideas novedosas sobre las futuras direcciones de la investigación en la administración del sistema CRISPR/Cas9 basado en nanotecnología. La edición de genes mediante la nanotecnología CRISPR/Cas9 es un nuevo amanecer en el campo de la terapia del cáncer. La optimización y mejora continuas de los vectores no virales de administración de CRISPR/Cas9 demuestran su gran potencial para la investigación y la aplicación en el campo de la terapia oncológica. No obstante, la mayor parte de la investigación se encuentra aún en sus primeras fases. Además, CRISPR/Cas9 tiene muchas cuestiones sin resolver a nivel molecular. En conclusión, la terapia dirigida personalizada basada en CRISPR/Cas9 puede ser el futuro de la terapia tumoral y aportar nuevas esperanzas al tratamiento de los tumores.

Fuente: Asociación Internacional de Promoción e Intercambio Médico de Sichuan