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Diversos estudios realizados con ratones y células madre humanas prueban que la técnica de edición del genoma CRISPR podría corregir mutaciones responsables de enfermedades.

 

No ha pasado ni un año desde que los científicos aplicaron por primera vez CRISPR, una técnica de edición del genoma, a células humanas. En este corto plazo, el uso de esta técnica ha crecido como la espuma. Y ahora, dos artículos publicados hoy en Cell Stem Cell (5 de Diciembre de 2013) prueban que CRISPR puede utilizarse para reescribir defectos genéticos con el fin de curar con eficacia enfermedades en ratones y células madre humanas.

 

“La importancia de estos trabajos radica en que lleva a CRISPR a la siguiente etapa de su aplicación, que en este caso es corregir mutaciones que provocan enfermedades,” según Charles Gersbach, un investigador del genoma de la Duke University que no participó en ninguno de los estudios.

 

Las siglas CRISPR provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats 1. Estas secuencias de ARN cumplen una función inmune en arqueobacterias y bacterias, pero durante el último año, los científicos las han utilizado para reescribir genes. La secuencia de ARN sirve como guía para localizar una secuencia de ADN en, por ejemplo, un zigoto o célula madre. La secuencia de guía dirige una enzima, Cas9, hasta el ADN de interés. Cas9 puede cortar la doble hebra, sólo una hebra, o incluso inhibir (knockdown) la expresión génica. Después de que Cas9 dañe el ADN, los sistemas de reparación corrigen la secuencia—o bien pueden insertarse nuevas secuencias.

 

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Con CRISPR se pudo corregir un defecto genético que causaba cataratas en un ratón mutante (izquierda); ratón de control para el modelo de cataratas (derecha). AUTOR: JINSONG LI.

 
En uno de los nuevos artículos 2, un equipo chino utilizó CRISPR/Cas9 para reemplazar una mutación de un único par de bases que provoca cataratas en ratones. Estos investigadores, dirigidos por Jinsong Li en el Shanghai Institute for Biological Sciences, diseñaron una secuencia ARN guía que dirigió Cas9 al alelo mutante dónde indujo una ruptura del ADN. Entonces, utilizando el otro alelo silvestre (no mutado) u oligonucleótidos facilitados al mecanismo de reparación de zigotos, corrigieron la secuencia del alelo dañado.

 

Li comentó que alrededor del 33 por ciento de zigotos mutantes a los que se inyectó CRISPR/Cas9 dieron lugar a ratones sin cataratas. En un correo electrónico enviado a The Scientist, Li dijo que la eficiencia de la técnica era baja, “y, para propósitos clínicos, la eficiencia debería llegar al 100 por cien.”

 

Aún así, esta ha sido la primera vez que CRISPR se ha utilizado para curar una enfermedad en un animal completo, un avance que Jennifer Doudna, una especialista en tecnología CRISPR de la University of California, Berkeley, calificó de alentador. Ambos estudios “muestran el potencial de utilizar esta tecnología para corregir mutaciones causantes de enfermedades, y esto es lo que resulta apasionante,” dijo.

 

Hans Clevers, un investigador de células madre del Hubrecht Institute en Utrecht, Países Bajos, dirigió el otro estudio 3, en el que utilizó CRISPR/Cas9 para corregir un defecto asociado con la fibrosis quística en células madre humanas. El objetivo del equipo era el gen que codifica un canal iónico, el receptor del conductor transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). Una deleción en el gen CFTR provoca que la proteína se pliegue mal en los pacientes con fibrosis quística.

 

Utilizando células madre intestinales cultivadas obtenidas a partir de muestras celulares de dos niños con fibrosis quística, el equipo de Clever pudo corregir el defecto utilizando CRISPR junto con un plásmido de transferencia 4 que contenía la secuencia reparadora a insertar. Entonces los investigadores dejaron crecer las células en “organoides” intestinales, o intestinos en miniatura, y demostraron que tenían un funcionamiento normal. En este caso, alrededor de la mitad de los organoides clonados experimentaron la corrección genética adecuada, según Clevers.

 

Para ambos estudios, los investigadores no tuvieron que realizar modificaciones significativas a los protocolos CRISPR existentes. Clevers dijo en un correo electrónico a The Scientist que, comparada con otras técnicas de edición de genes, CRISPR era más directa. “Probamos TALENs y dedos de zinc 5. CRISPR es elegantemente rápido y simple,” dijo Clevers. Li lo respaldó. “Creo que el sistema CRISPR/Cas9 puede ser la estrategia más sencilla para curar enfermedades genéticas por encima de cualquier otra técnica de edición de genes disponible”, dijo.

 
Una limitación que presenta CRISPR es que esta aproximación puede tener efectos colaterales—alteraciones en otros sitios distintos del ADN objetivo. En ambos estudios, estos efectos

colaterales fueron relativamente raros, dijo Gersbach. “Aunque reducir los efectos colaterales es una prioridad, es poco realista pensar que seremos capaces de deshacernos de todos ellos,” comentó a The Scientist.

 
A pesar de que esta técnica aún no está lista para su uso generalizado, los resultados de ambos estudios son prometedores por su futuro potencial clínico. “Creo que cada vez que tiene lugar un avance de este tipo, existe un mayor convencimiento de que es probable que esta técnica sea útil para tratar humanos,” dijo Doudna.

 

Imagen: genome-engineering
Artículo original publicado por Kerry Grens en The Scientist

Notas del Traductor:

  1. En español: Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas.
  2. Y. Wu, “Correction of a genetic disease in mouse via use of CRISPR-Cas9,” Cell Stem Cell, 13:659–62, 2013.
  3. G. Schwank, “Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intestinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients,” Cell Stem Cell, 13:653–58, 2013.
  4. Los plásmidos son secuencias de ADN que se utilizan como vectores de clonación en ingeniería genética por su capacidad de reproducirse de manera independiente del ADN cromosomal así como también porque es relativamente fácil manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas.
  5. TALENs (Transcription activator-like effector nucleases) es una técnica para la modificación del genoma que se basa en la utilización de un activador de la transcripción similar a nucleasa efectora. Las nucleasas con dedos de zinc (ZFN, del inglés zinc-finger nucleases) son enzimas de restricción artificiales creadas a partir de la fusión del dominio dedo de zinc de unión al ADN con un dominio de ruptura de ADN.

Traductor

Licenciado y doctorado en Químicas (especialidad Química Cuántica). Actualmente profesor de Informática de la Universitat Jaume I y (cuando puedo, que últimamente no es mucho) investigando en Bioinformática. Mis (otras) pasiones: las series de TV y el baile deportivo.

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