Cómo funciona el crispr
La ingeniería genética está en la cúspide de un cambio transformador, gracias a CRISPR-Cas9, una herramienta de edición del genoma que saltó a la palestra en 2012. Creada por la coinventora Jennifer Doudna, bióloga molecular de la Universidad de California-Berkeley, CRISPR-Cas9 permite a los científicos alterar el ADN de diferentes organismos con gran rapidez y precisión (hasta hace poco, la ingeniería de genes era un procedimiento largo y laborioso que a menudo acababa en fracaso).
CRISPR funciona inyectando una construcción de ADN en un organismo vivo. El constructo está compuesto por la enzima Cas9, que corta o elimina un segmento de ADN, una secuencia de ARN que guía a la Cas9 hasta el lugar correcto para cortar, y una nueva plantilla de ADN que repara el corte y altera el gen.
“Estamos llegando a un punto en el que podemos investigar diferentes combinaciones de genes, controlando cuándo, dónde y cuánto se expresan, e investigar las funciones de las bases individuales del ADN”, afirma Nicola Patron, bióloga molecular y sintética del Instituto Earlham del Reino Unido, en un artículo reciente en vox.com. “Entender lo que hacen las secuencias de ADN es lo que nos permite resolver problemas en todos los campos de la biología, desde la curación de las enfermedades humanas hasta el cultivo de suficientes alimentos sanos, pasando por el descubrimiento y la fabricación de nuevos medicamentos o la comprensión de por qué se extinguen algunas especies”.
Terapia Crispr
Las infusiones mensuales de David sólo ofrecen un alivio temporal de las complicaciones debilitantes y potencialmente mortales de su enfermedad. Pero, ¿y si su enfermedad genética -y la de miles de personas- pudiera curarse simplemente corrigiendo la mutación? Los investigadores apuestan por ello con CRISPR, una potente tecnología que permite a los científicos localizar, eliminar y reparar rápidamente cualquier secuencia mutada de ADN en cualquier gen.
En los últimos años han surgido otras herramientas de edición genética, pero ninguna parece igualar la precisión, el bajo coste y la facilidad de uso de CRISPR, que está transformando rápidamente la investigación genética y ha entrado en fase de pruebas como tratamiento médico.
CRISPR se presentó al mundo en 2012, y desde entonces la tecnología ha generado un tsunami de investigación. Apenas pasa una semana sin que haya noticias de otro “avance” de CRISPR. Pero el rápido ritmo de los descubrimientos ha planteado preguntas sobre la regulación y la supervisión de esta herramienta de alteración genética.
Algunos temen que CRISPR se utilice para crear bebés de diseño con rasgos físicos y talentos deseables. Otros están preocupados por los experimentos que se están llevando a cabo para alterar el ADN de insectos propagadores de enfermedades y para mejorar genéticamente los cultivos y el ganado, en parte debido a los impactos no deseados en el medio ambiente. Los laboratorios ya han utilizado el CRISPR para diseñar tomates más grandes, setas más duraderas y cerdos más magros para el tocino CRISPR, productos que algún día podrían aparecer en su estantería.
Discusión sobre Crispr
La edición del genoma comienza con la generación eficiente de DSB en el ADN objetivo (Figura 1). Los DSBs se reparan mediante recombinación homóloga (HR) o, en ausencia de una plantilla de reparación homóloga, mediante la unión de extremos no homólogos (NHEJ). La NHEJ provoca pequeñas inserciones o deleciones a medida que los extremos rotos se recomponen. Esta propensión a la generación de indels se aprovecha como un método conveniente para eliminar genes. Tanto TALEN, que se compone de un par de proteínas de unión al ADN fusionadas con la nucleasa FokI, como CRISPR, que es un complejo entre la nucleasa Cas9 y un ARN guía único (sgRNA) específico de la diana, pueden editar el ADN mediante HR o NHEJ.
Tanto TALEN como CRISPR ofrecen una gran especificidad del lugar de destino, lo que permite a los investigadores realizar alteraciones genéticas precisas. CRISPR logra esta especificidad a través del sgRNA, que es una fusión artificial de dos ARN cortos naturales (Jinek, et al. 2012). El sgRNA dirige la nucleasa Cas9 de S. pyogenes a un sitio objetivo de 20 nucleótidos en el cromosoma, que debe ir inmediatamente seguido de un trinucleótido N-G-G conocido como motivo adyacente al protoespaciador, o PAM (Figura 2). El sgRNA se hibrida con la hebra opuesta al sitio PAM, y la nucleasa Cas9 corta el ADN. Muchos artículos recientes han demostrado que CRISPR puede causar la formación de DSB con una frecuencia muy alta en el sitio objetivo previsto.
Crispr-cas9 español
ResumenEl desarrollo de las tecnologías de edición del genoma, basadas en nucleasas de ingeniería o bacterianas, ha abierto la posibilidad de dirigir y modificar directamente secuencias genómicas en casi todas las células eucariotas. La edición del genoma ha ampliado nuestra capacidad para dilucidar la contribución de la genética a las enfermedades, al promover la creación de modelos celulares y animales más precisos de los procesos patológicos, y ha comenzado a mostrar un extraordinario potencial en diversos campos, que van desde la investigación básica hasta la biotecnología aplicada y la investigación biomédica. Los recientes avances en el desarrollo de nucleasas programables, como las nucleasas de dedos de zinc (ZFN), las nucleasas efectoras similares a activadores de la transcripción (TALEN) y las nucleasas asociadas a repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (CRISPR)-Cas, han acelerado enormemente el progreso de la edición de genes desde el concepto hasta la práctica clínica. Aquí, revisamos los avances recientes de las tres principales tecnologías de edición del genoma (ZFNs, TALENs y CRISPR/Cas9) y discutimos las aplicaciones de sus reactivos derivados como herramientas de edición de genes en varias enfermedades humanas y potenciales terapias futuras, centrándonos en células eucariotas y modelos animales. Por último, ofrecemos una visión general de los ensayos clínicos en los que se aplican plataformas de edición del genoma para el tratamiento de enfermedades y algunos de los retos en la aplicación de esta tecnología.