Se rompe récord de edición genética con más de 13,000 cambios realizados en una sola célula humana

Usando una versión modificada de CRISPR, un equipo de genetistas ha activado con éxito 13,200 cambios genéticos en una sola célula humana.

Este nuevo proceso de edición puede ser utilizado para despojar al ADN de información genética inútil o peligrosa, o crear tipos de vida completamente nuevos.

Una nueva investigación cargada en el servidor de bioRxiv de preimpresión describe el logro, en el que un equipo de la Universidad de Harvard dirigido por George Church editó una sola célula humana con un total de 13,200 modificaciones totales.

Increíblemente, la célula sobrevivió.

El récord anterior de ediciones masivas realizadas en una sola célula se estableció en 2017, cuando Church y sus colegas eliminaron 62 copias de un retrovirus encontrado en genomas de cerdos.

El nuevo logro es, por lo tanto, “tres órdenes de magnitud mayor” que el estándar anterior, escribieron los autores en su artículo.

El propósito de este trabajo es permitir la edición a gran escala de genomas, lo que permitiría rediseños dramáticos de genomas existentes, o eliminar información genética de ADN no deseada y perjudicial, incluidos los retrovirus o los genes redundantes.

La edición a gran escala posteriormente permitiría la ingeniería de nuevas especies, o crearía genomas básicos y limpios que hayan sido reducidos a sus elementos más básicos.

Y como informa Antonio Regalado en MIT Technology Review:

Church dice que su objetivo final es crear suministros de órganos o tejidos humanos cuyos genomas se revisen para que sean inmunes a todos los virus.

Ese proceso, llamado recodificación, involucraría alrededor de 9,811 modificaciones genéticas precisas, según el equipo.

Church dice que el laboratorio comenzó el proceso de recodificación de suministros de sus propias células en el laboratorio.

“Estos están destinados a ser seguros … y células madre universales”, dice.

Para el nuevo estudio, Church y sus colegas emprendieron la tarea de editar y deshabilitar un tipo problemático de transposón conocido como LINE-1.

Los transposones a menudo se denominan “genes saltarines” porque consisten en secuencias de ADN que pueden saltar de una ubicación en un genoma a otra.

Los transposones son ubicuos en el ADN de los mamíferos, incluso en los humanos.

Un poco menos de la mitad de todo el genoma humano consiste en transposones, pero su utilidad y función siguen siendo un tema de disputa.

Los transposones LINE-1 abarcan alrededor del 17 por ciento del genoma humano, y se han asociado con una serie de problemas de salud, entre ellos la alteración de genes, las enfermedades neurológicas y el envejecimiento.

Los transposones LINE-1 han acumulado demasiadas mutaciones a lo largo del tiempo y se han degradado de tal manera que ya no están codificando nada útil.

A los científicos les gustaría mucho encontrar formas seguras y efectivas de mitigar la proliferación de LINE-1 en el genoma humano, de ahí el interés en la edición genética a gran escala.

Inicialmente, el equipo de Church usó la versión convencional de la herramienta de edición de genes CRISPR para cortar las secuencias de LINE-1.

CRISPR no suele causar problemas cuando toma una parte o dos de una cadena de ADN, pero como los investigadores descubrieron aquí, causa un tremendo estrago cuando toma partes de cientos de sitios diferentes.

Como se señaló en el nuevo estudio, los primeros esfuerzos para realizar las ediciones de LINE-1 dieron como resultado la aniquilación completa de las células.

Para el segundo esfuerzo, el equipo usó una versión modificada de CRISPR conocida como editor base.

En lugar de cortar el ADN, el editor de base intercambia letras genéticas y reemplaza a G por una A, por ejemplo.

Sin los cortes necesarios para el ADN, y sin efectos catastróficos para la estructura general de doble hélice, los investigadores pudieron editar miles de genes sin la muerte celular asociada observada anteriormente.

Las 13,200 ediciones representan aproximadamente la mitad de los 26,000 transposones de LINE activos en una célula humana, pero Church le dijo a New Scientist,

“Esperamos, en el futuro, eliminar el 100 por ciento de los elementos de LINE activos”.

Es un logro impresionante, pero todavía hay muchas incógnitas a considerar.

“Sin embargo, será necesario realizar estudios más profundos para evaluar el impacto de esta edición masiva en los procesos celulares normales, ya que pueden producirse daños colaterales”, escribieron los autores del estudio.

De hecho, la cantidad intensa de ajustes podría haber introducido un número significativo de mutaciones no intencionales, que no son inmediatamente evidentes dado el número de ediciones realizadas.

Los investigadores admitieron que esto presenta un desafío formidable, “por lo tanto, se necesitarán controles biológicos fuertes, así como nuevos [enfoques] bioinformáticos y experimentales para superar tal desafío”, escribieron.

Probablemente pasará bastante tiempo antes de que veamos esta nueva tecnología aplicada a nivel clínico, pero, como lo demuestra la nueva investigación, cada vez somos mejores y más capaces de editar genes, incluso cuando se realizan miles de ediciones a la vez.

Fuente: Gizmodo