Desarrollan el bisturí más preciso del mundo capaz de cortar y pegar ADN

El sistema CRISPR-Cas9 es capaz de modificar una sola letra del ADN, según un estudio en Nature.

Los resultados han permitido corregir a nivel celular errores en el genoma relacionados con el mal de Alzheimer o el cáncer.

El sistema CRISPR-Cas9, un “bisturí” para cortar y pegar el ADN, nos permite editar el genoma de una manera más eficaz y segura.

Un nuevo estudio, publicado en la revista Nature, ha conseguido mejorar todavía más la precisión de estas herramientas moleculares.

Los resultados del equipo de la Universidad de Harvard demuestran que es posible editar bases específicas de nuestro genoma.

En otras palabras, el bisturí formado por CRISPR-Cas9 logra una precisión nunca vista al ser capaz de cortar y pegar una única letra del ADN.

Las técnicas clásicas de edición genética, como los sistemas ZFNs, TALENs y el propio CRISPR-Cas9, introducen cortes en la doble hélice del ADN para reemplazar las secuencias defectuosas utilizando una secuencia como patrón que presenta los cambios deseados.

En el artículo, sin embargo, consiguen que las citosinas (una de las letras que conforman nuestro ADN, junto a las bases A, T, G), sean reemplazadas por adeninas (A) sin romper el ADN.

El Dr. Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología, explica que el trabajo demuestra “que es posible editar un gen (por ejemplo, para corregir una mutación pre-existente) sin causar mutaciones inesperadas”.

El efecto colateral, sin embargo, es el cambio no deseado de otras letras o bases C a T en posiciones cercanas, que pueden o no resultar en cambios de aminoácidos.

Los resultados, en opinión del científico, “son potencialmente muy interesantes”, ya que “abren una nueva lógica” aunque por el momento estén “limitados en su aplicación”.

Al mejorar la eficacia de CRISPR-Cas9, el grupo del Dr. David Liu consiguió modificar una única letra o base del ADN sin provocar otros cambios adicionales.

El desarrollo de este bisturí molecular tan preciso ha permitido editar el genoma de células en cultivo para revertir mutaciones en una base o letra relacionadas con enfermedades como el mal de Alzheimer o el cáncer de mama.

La mayor parte de patologías de origen genético se producen por errores en una única letra del ADN (mutaciones puntuales), con lo que mejorar la eficacia de CRISPR-Cas9 abre nuevas esperanzas para utilizar estas “tijeras” en medicina.

Este avance llega meses después de que otros investigadores consiguieran frenar una enfermedad rara como la distrofia muscular de Duchenne en mamíferos gracias a CRISPR-Cas9.

“Incluso con un estudio realizado en células en cultivo, el impacto de mejorar la edición genómica es significativo”, señala el Dr. Kris Saha, científico de la Universidad de Wisconsin-Madison.

Estos sistemas ya han sido empleados para identificar dianas terapéuticas contra las células tumorales y transformar componentes genéticos desarrollados en biología sintética.
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El control que tenemos de estos circuitos sintéticos y de desarrollo es todavía bastante rudimentario en las células humanas, por lo que este trabajo podría ofrecer una herramienta importante para diversas aplicaciones de ingeniería genética”, sostiene el especialista.

La revista Nature también publica otros dos trabajos relacionados con el bisturí CRISPR-Cas9.

En el segundo artículo, el equipo de la Dra. Emmanuelle Charpentier, galardonada con el Premio Princesa de Asturias de Investigación, ha estudiado con más detalle la proteína Cpf1.

Esta enzima puede ser una alternativa a la molécula Cas9 del bisturí molecular, al ser capaz de procesar el ARN y cortar el ADN.

Contar con nuevas piezas biológicas para la edición genómica podría multiplicar las posibilidades de una tecnología ya de por sí revolucionaria.

Por otro lado, la tercera investigación, liderada por el grupo del Dr. Zhiwei Huang, ha conseguido determinar la estructura de dicha enzima Cpf1.

Según los autores, la pareja formada por CRISPR y Cpf1 constituye el mejor “sistema minimalista” descrito hasta la fecha en comparación con el bisturí CRISPR-Cas9.

Según Montoliu, el estudio de Huang es “muy interesante pues puede arrojar más luz sobre la actividad o el centro activo de la proteína Cpf1”.

Esta nucleasa corta de forma distinta generando extremos protuberantes, “potencialmente mejores para la edición dirigida de secuencias”, matiza el investigador del CNB-CSIC.

Conocer la estructura de esta molécula nos permitirá qué zonas pueden ser modificadas para alterar sus propiedades, por ejemplo.

“El estudio tendrá un largo recorrido”, afirma Montoliu. Los dos trabajos sobre Cpf1, en opinión del científico, son de investigación básica, mientras que el primero del grupo de Liu muestra una nueva aplicación de CRISPR-Cas9.

La técnica, desarrollada por Jennifer Doudna y la propia Charpentier, ha sido considerada como firme candidata al Premio Nobel. Pero no ha estado exenta de polémica.

La guerra abierta por las patentes sobre CRISPR-Cas9 y su utilización para modificar el ADN de embriones humanos han marcado sus principales controversias.

El desarrollo del sistema CRISPR-Cas9, que fue posible gracias al microbiólogo español Francis Mojica, ha abierto nuevas fronteras en biotecnología.

Y es que la reconocida como técnica genética más importante del siglo permitirá nuevos avances en medicina, agricultura o producción de alimentos, entre otros.

Fuente: Hipertextual