La t\u00e9cnica de edici\u00f3n gen\u00e9tica CRISPR es uno de los mayores avances en la medicina actual. Desde que fuera descrita por primera vez, son numerosos los hallazgos alcanzados gracias a este sistema de corta y pega. Los dos \u00faltimos se publican hoy en las revistas Science y Nature.<\/p>\n
El primero de ellos es una nueva versi\u00f3n de la herramienta que, en lugar de editar ADN en las c\u00e9lulas humanas, lo hace con ARN. Este m\u00e9todo puede alterar la expresi\u00f3n gen\u00e9tica sin realizar cambios en el genoma, lo que supone un gran potencial tanto para la investigaci\u00f3n como para el tratamiento de enfermedades.<\/p>\n
Adem\u00e1s, supone varias ventajas. Por un lado, es capaz de corregir mutaciones en diferentes ventanas de tiempo, incluso durante los per\u00edodos de desarrollo clave; y por otro, aliviar\u00eda las preocupaciones \u00e9ticas asociadas con la edici\u00f3n del ADN.<\/p>\n
Para dise\u00f1ar esta otra herramienta, los cient\u00edficos del Instituto Broad \u2013perteneciente al Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT), en EE UU\u2013 caracterizaron subfamilias in\u00e9ditas de la prote\u00edna Cas y descubrieron una versi\u00f3n activa de Cas13 (a diferencia de Cas9, las prote\u00ednas Cas13 cortan el ARN).<\/p>\n
Tras fusionarla con la prote\u00edna ADAR, llegaron al nuevo sistema de CRISPR al que llamaron REPAIR (RNA Editing for Programmable A to I Replacement).<\/p>\n
\u201cHasta ahora pod\u00edamos modificar los genes, pero no tan f\u00e1cilmente los transcritos, es decir, las mol\u00e9culas que hay entre los genes y las prote\u00ednas. Con esta nueva herramienta s\u00ed se podr\u00e1n editar sin alterar el genoma\u201d, explica a Sinc Llu\u00eds Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnolog\u00eda (CNB-CSIC).<\/p>\n
El equipo, liderado por Feng Zhang, fue el primero que utiliz\u00f3 CRISPR para la edici\u00f3n del genoma de mam\u00edferos y el que gan\u00f3 la batalla por la patente de la t\u00e9cnica.<\/p>\n
El sistema cambia letras individuales (llamadas nucle\u00f3sidos) de ARN en c\u00e9lulas de mam\u00edferos de manera programada y precisa. REPAIR revierte las mutaciones que causan enfermedades gen\u00e9ticas relacionadas con el ARN.<\/p>\n
\u201cLa capacidad de corregir las mutaciones que causan enfermedades es uno de los principales objetivos de la edici\u00f3n del genoma\u201d, explica Zhang. \u201cEsta nueva capacidad para editar ARN aumenta las oportunidades para recuperar la funci\u00f3n de prote\u00ednas perdidas y tratar muchos trastornos, en casi cualquier tipo de c\u00e9lula\u201d.<\/p>\n
\u201cNo es una mejora a la hora de corregir irreversiblemente las mutaciones, tal y como podemos hacer ahora con la edici\u00f3n de ADN, pero si permitir\u00e1 hacer modificaciones transitorias, es decir, no permanentes, para un efecto terap\u00e9utico durante un tiempo limitado\u201d, puntualiza Montoliu.<\/p>\n
Una herramienta al alcance de los investigadores<\/strong><\/p>\n REPAIR es capaz de dirigirse a letras individuales de ARN, o nucle\u00f3sidos, cambiando las adenosinas a inosinas (le\u00eddas como guanosinas por la c\u00e9lula). En los humanos, una mutaci\u00f3n de G por A es muy com\u00fan. Estas alteraciones est\u00e1n implicadas en casos de crisis epil\u00e9pticas parciales, distrofia muscular de Duchenne y p\u00e1rkinson. REPAIR puede revertir el impacto de cualquier mutaci\u00f3n pat\u00f3gena G-por-A y actuar en cualquier tipo de c\u00e9lula.<\/p>\n Tras REPAIR, el equipo modific\u00f3 a\u00fan m\u00e1s el sistema de edici\u00f3n para que fuese m\u00e1s espec\u00edfico. La versi\u00f3n mejorada, REPAIRv2, logr\u00f3 editar bases (letras) de ARN espec\u00edficas con una eficiencia que iba desde el 20 al 40%, o incluso superior en algunos casos.<\/p>\n Para demostrar su potencial terap\u00e9utico, el equipo sintetiz\u00f3 las mutaciones causantes de la anemia de Fanconi y la diabetes ins\u00edpida nefr\u00f3gena, las introdujo en las c\u00e9lulas humanas y corrigi\u00f3 con \u00e9xito estas mutaciones en el ARN.<\/p>\n Con el objetivo de impulsar a\u00fan m\u00e1s ese efecto curativo, planean mejorar la eficiencia de REPAIRv2 e introducirlo en tejidos espec\u00edficos de modelos animales. El avance puede abrir una v\u00eda completamente nueva tanto en investigaci\u00f3n como en cl\u00ednica.<\/p>\n Como ya hicieron con anteriores herramientas de CRISPR, el equipo tiene la intenci\u00f3n de compartir el sistema REPAIR. Los grupos pondr\u00e1n a disposici\u00f3n esta tecnolog\u00eda a trav\u00e9s de la p\u00e1gina del laboratorio de Zhang.<\/p>\n Mutaciones base a base sin errores<\/strong><\/p>\n Por su parte, el estudio publicado en Nature muestra una nueva clase de \u2018editores de bases\u2019. La doble h\u00e9lice de ADN est\u00e1 compuesta por cuatro bases qu\u00edmicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T), dispuestas de modo que C se empareje con G y A con T. Los nuevos editores son prote\u00ednas programables que reordenan los \u00e1tomos de una base para que se transforme en otra diferente de manera selectiva y eficiente, sin causar da\u00f1os en el ADN. Y lo consigue en c\u00e9lulas vivas.<\/p>\n Los autores, tambi\u00e9n del Instituto Broad y de la Universidad de Harvard, sostienen que este avance podr\u00eda usarse para corregir mutaciones de una sola base que causan enfermedades gen\u00e9ticas o para introducir mutaciones de base \u00fanica que supriman la patolog\u00eda.<\/p>\n El pasado a\u00f1o, el equipo liderado por David Liu describi\u00f3 el desarrollo de un m\u00e9todo de edici\u00f3n de bases relacionado con CRISPR-Cas9 para seleccionar y modificar letras individuales del c\u00f3digo gen\u00e9tico.<\/p>\n El sistema era m\u00e1s eficiente que los m\u00e9todos anteriores para corregir mutaciones de una sola base y menos propenso a generar modificaciones de ADN no deseadas sin provocar borrados o inserciones al azar en el genoma, algo com\u00fan en m\u00e9todos como CRISPR-Cas9 que \u2018rompen\u2019 el ADN.<\/p>\n Sin embargo, los investigadores solo pudieron convertir pares de bases G\u2022C en pares de bases T\u2022A. Ahora, con la nueva clase de editores de base de adenina (ABE), los autores han conseguido que los pares A\u2022T se conviertan en pares G\u2022C. As\u00ed, el nuevo sistema ofrece la posibilidad de revertir muchas de las mutaciones causantes de enfermedades.<\/p>\n Los ABE trabajan en el ADN tanto en c\u00e9lulas bacterianas como humanas. En las c\u00e9lulas humanas pueden introducir el cambio gen\u00e9tico deseado en una amplia gama de regiones diana con una eficacia del 50%, m\u00e1s alta que la de otros m\u00e9todos de edici\u00f3n del genoma, y a priori sin subproductos no deseados.<\/p>\n \u201cSe trata de una nueva herramienta, pero es complementaria\u201d, apunta Montoliu. \u201cDesde luego es muy interesante, pero no representa el mismo nivel de innovaci\u00f3n que el trabajo de Zhang\u201d.<\/p>\n Uso terap\u00e9utico de las dos nuevas herramientas<\/strong><\/p>\n El experto espa\u00f1ol subraya que, en relaci\u00f3n al potencial terap\u00e9utico de ambos m\u00e9todos, las eficiencias todav\u00eda tienen que mejorar. \u201cLa primera versi\u00f3n de la nueva prote\u00edna de Zhang, Cas13b, todav\u00eda puede causar modificaciones en otras letras distintas a la seleccionada. Mientras no controlemos y mejoremos la modificaci\u00f3n espec\u00edfica de letras en el genoma, tanto en el ADN como en el ARN, no deber\u00edamos utilizarlas a\u00fan en pacientes\u201d, indica.<\/p>\n Para Montoliu, la edici\u00f3n gen\u00e9tica llegar\u00e1 a la cl\u00ednica cuando se consigan controlar los aspectos no deseados de la edici\u00f3n. \u201cToda la precisi\u00f3n que poseen las prote\u00ednas a\u00fan no la tienen las prote\u00ednas encargadas de la reparaci\u00f3n del corte que provocan las Cas en el genoma. Esa indeterminaci\u00f3n en la correcci\u00f3n, y la posibilidad de provocar mutaciones adicionales a las que deseamos corregir, hace que debamos ser prudentes en su aplicaci\u00f3n en humanos. Al menos hasta que no consigamos reducir al m\u00ednimo los posible estos efectos no deseados\u201d, contin\u00faa.<\/p>\n El investigador del CNB valora que, aunque probablemente tendremos que aceptar algo de riesgo en estos tratamientos futuros, este tendr\u00e1 que ser el menor posible. \u201cLa edici\u00f3n gen\u00e9tica primero se aplicar\u00e1 en adultos, por ejemplo en los millones de afectados por alguna enfermedad rara de base gen\u00e9tica; y no tanto en embriones, donde es ilegal en muchos pa\u00edses (como Espa\u00f1a). Adem\u00e1s es imprudente todav\u00eda, debido a la falta de control del proceso, lo que nos obliga a seguir investigando para mejorar la t\u00e9cnica\u201d, concluye Montoliu.<\/p>\n Fuente: <\/strong>SINC<\/p>\n