Un equipo de investigadores del Laboratorio de Biología Sintética Traslacional de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), liderado por el Dr. Marc Güell, ha demostrado el potencial de la tecnología Find Cut-and-Transfer (FiCAT) como herramienta de escritura genética (gene writing) de última generación para desarrollar terapias avanzadas que sean más efectivas y seguras en su futura aplicación clínica en pacientes con enfermedades genéticas y oncológicas con pocas opciones terapéuticas.

El Laboratorio de Biología Sintética Traslacional de la UPF trabaja en edición de genes y biología sintética aplicada a terapias génicas desde 2017. La tecnología FiCAT es un avance científico importante para superar las limitaciones actuales de la tecnología que se usa hoy para la edición del genoma y la terapia génica.

"La ingeniería del genoma humano ha avanzado significativamente en la última década con el desarrollo de nuevas herramientas de edición, pero aún había un vacío de tecnología que permitiera que los genes terapéuticos se transfirieran de manera eficiente con pocas limitaciones de tamaño", dice el Dr. Marc Güell, autor principal del estudio.

En este trabajo, los investigadores desarrollan una tecnología de escritura de genes programable eficiente y precisa basada en la combinación de las proteínas modificadas CRISPR-cas y transposasa piggy Bac (PB) logrando insertar fragmentos pequeños y grandes. Maria Pallarès, co primera autora del estudio explica que: "CRISPR destaca por su precisión a la hora de editar pequeños fragmentos. Por otro lado, las transposasas nos permiten insertar fragmentos grandes pero de forma descontrolada. Hemos combinado lo mejor de cada tecnología".

"De este modo, la tecnología FiCAT nos permite insertar fragmentos grandes de ADN en el genoma de forma precisa. Esto nos permite desarrollar soluciones terapéuticas a enfermedades que actualmente no tienen tratamiento, como por ejemplo la Distrofia Muscular de Duchenne, o ciertas cegueras hereditarias, en la que el gen afectado tiene un gran tamaño", afirma la Dra. Avencia Sánchez-Mejías, investigadora senior del grupo y co-autora principal del trabajo.

Probaron la tecnología en líneas celulares humanas y de ratón logrando eficiencias del 5–22% con unas mínimas inserciones fuera del objetivo y han demostrado la transferencia de genes en el objetivo in vivo en hígado de ratón y células de la línea germinal en modelos de ratón. Por último, realizaron una evolución dirigida de FiCAT y mejoran aún más la eficiencia en un 25-30%. "Hemos ido modificando las enzimas progresivamente para que adquirieran la función que buscábamos, seleccionando los que mostraban una mejor función", detalla Dimitrije Ivančić, co primer autor del artículo. "Nuestro trabajo es una clara muestra de que la ingeniería de enzimas en el contexto de la edición de genomas tiene un gran potencial", concluye.

La UPF ha transferido la tecnología FiCAT mediante la spin-off Integra Therapeutics, fundada en 2020 por los investigadores Marc Güell y Avencia Sánchez-Mejías con el objetivo de que este conocimiento científico y capacidad tecnológica llegue a la industria biofarmacéutica para desarrollar tecnologías avanzadas eficientes, y seguras que lleguen a los pacientes. Recientemente, Integra Tx ha obtenido 4,5 millones de euros en financiación de Advent France Biotechnology (Francia), Invivo Capital (España) y Takeda Ventures (EE.UU.).

El trabajo publicado en Nature Communications se realizó con financiación del programa Retos de la sociedad de AEI, AGAUR- PRODUCTE, UPGRADE-Horizon 2020 de la Comisión Europea; los programas CaixaImpulse Validate y CaixaImpulse Consolidate de "la Caixa"; la Fundación Ramón Areces; y el programa Ramón y Cajal del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad de España.