Newtral


Nuevo editor genético contra la mayoría de mutaciones asociadas a enfermedades
Siguiente

Nuevo editor genético contra la mayoría de mutaciones asociadas a enfermedades

El Instituto Broad (Harvard + MIT)  presenta una nueva técnica alternativa al CRISPR/Cas9 para editar el genoma. Bautizada como Prime Editing, es de gran precisión y promete actuar en el 89% de las mutaciones implicadas en el desarrollo de enfermedades.

Hacer Ctrl+C > Ctrl+V con nuestros genes es posible. En 2012 se presentó la técnica de corta-pega genético CRISPR/Cas9. Un método para editar el genoma, sustituyendo partes concretas de la cadena de ADN que interesan para producir cambios en un animal (por ejemplo, para no desarrollar una enfermedad) o un vegetal (conseguir tomates con más sabor).

El problema del corta-pega CRISPR/Cas9 es que «aún no va del todo fina la parte correspondiente a pegar» fragmentos de material genético, como recuerda uno de los mayores expertos en CRISPR en España, el investigador Lluís Montoliu (@Lluismontoliu), del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), en conversación con Newtral.

Ahora, el investigador David Liu, de la Universidad de Harvard, ha presentado una nueva técnica que ha bautizado como Prime Editing. Se ahorra daños colaterales en el ADN que el CRISPR/Cas9 produce. «Prime ofrece más flexibilidad de orientación y una mayor precisión», ha asegurado David Liu en su presentación, cuyos detalles se han publicado en Nature.

En Prime, la proteína Cas9 (las tijeras genéticas) están ‘desactivadas’ y cortan con más precisión, entrando en juego otra enzima, la transcriptasa inversa. Algo así como editar un texto desde un folio impreso, con tippex, en lugar de abrir todo documento en el ordenador y volver a imprimirlo.

Sin tocar las dos hélices del ADN

«La clave está en que no se rompe la famosa doble hélice del ADN». Con el CRISPR clásico se requiere intervenir en toda ella. Esto puede derivar en que, aunque se eliminen y sustituyan partes no deseadas, se provoquen mutaciones indeseadas en otros lugares del genoma.

Han hecho 175 ediciones en células humanas en 12 tipos de mutación puntual sin romper la doble cadena de ADN de los donantes

Esta fue la principal razón por la que no está permitida la experimentación con CRISPR en humanos, más allá de su fase de embrión, contra lo que hizo el polémico genetista He Jiakui el pasado año en China. Allí nacieron dos niñas editadas para esquivar el VIH y He fue arrestado.

Ahora, «realizamos más de 175 ediciones en células humanas, incluidas insertos dirigidos, borrados y los 12 tipos de mutación puntual sin requerir roturas de doble cadena de ADN de donantes», explican los investigadores en su paper.

Cuando hablan de «células humanas» no significa que hayan probado la técnica en personas –lo que está prohibido–, sino en ‘placas’ de laboratorio. Eran células de personas que estaban ‘condenadas’ genéticamente a padecer las enfermedades como la de Tay-Sachs (típica en el sistema nervioso de bebés, predominante en comunidades judías de Europa) y un tipo de anemia (debida a glóbulos rojos rígidos). «Cuatro líneas celulares humanas y neuronas corticales de ratón posmitóticas primarias admiten la edición principal con eficiencias variables».

Contra el ‘vandalismo genético’

La mayoría de los sistemas CRISPR se basan en un complejo molecular que combina un ARN guía con una enzima Cas9 (las tijeras), que corta ambas cadenas de ADN, rompe toda la hélice. Durante los esfuerzos de la célula para volver a conectar el ADN, su maquinaria de reparación puede introducir o eliminar nucleótidos (las letras de nuestro código genético). Ahí, la edición.

Los investigadores pueden aprovechar la reparación fallida para eliminar genes que, por ejemplo, causan una enfermedad. También pueden secuestrar el proceso de reparación ineficiente para agregar ADN, incluso un gen completo. Esto, con el CRISPR/Cas9 clásico.

El genetista de Harvard David Liu | Foto: ServiceAT (CC-BY)

La técnica nueva «es completamente disruptiva», señala Montoliu, porque evita un ‘destrozo’ tan grande. En palabras del genetista de Harvard George Church, «vandalismo del genoma«.

Ctrl+F: buscar y sustituir

Volvemos a la metáfora del editor de textos. Nuestro genoma está lleno de letras y palabras. Es como un libro de instrucciones para fabricar vida. O como el código fuente de la página web que estás leyendo. Ese código está escrito en un lenguaje, el del ADN (con las letras A, T, G, C). Pero es necesario transcribirlo, algo así como imprimir fragmentos en papel a partir de un molde o mostrarlo en una efímera pantalla: eso es el ARN, con el que se construyen (como lo haría constructor leyendo planos) las proteínas que estructuran las células y, con ello, todo lo demás que nos hace un ser vivo.

código genético como código fuente

En el CRISPR clásico haríamos corta-pega de una palabra usando las combinaciones Ctrl+C y Ctrl+V. Pero exige borrar o romper un trozo de nuestro texto original, antes de pegar. A veces pegamos texto en un sitio, pero nos descuadra toda la página o se nos pega texto en lugares que no queremos. Y vamos probando hasta que queda bien.

En Prime, lo primero que hacemos es una búsqueda precisa dentro de todas las letras de nuestro genoma. Algo así como Ctrl+F. Si ahora mismo estás en un PC, pulsas Ctrl+F y buscas una palabra, verás que se ilumina o destaca esa entre todo el texto. Un editor te permitirá sustituir esa palabra (o letra, más precisamente). Para ello no se necesita haber copiado antes nada que pegar. Lo escribes con tu teclado y queda sustituido.

editor genetico

Este es el papel de la llamada ‘transcriptasa inversa’. En lugar de ser el ADN el que diga al ARN cómo son las cosas (es el código fuente el que dice lo que verás en pantalla), es el ARN el que actúa como ‘teclado’ para escribir el ADN (es como editar visualmente en la pantalla, para modificar el código fuente). Algo conocido y que existe en retrovirus o hasta en nuestras células.

Pero, hasta ahora, a nadie se le había ocurrido meter esa función en una molécula de ARN. «Es como tener un coche y tener un avión para viajar, pero que a alguien se le ocurra fabricar un coche volador», ejemplifica Montoliu. «Es un todo en uno. Más que una navaja suiza».

El nuevo método es un todo en uno. Es más que una navaja suiza.

Lluís Montoliu, investigador del CBM y autor de CRISPR, recorta, pinta y colorea (Next Door, 2019)

Técnicamente, en palabras de Montoliu, «ha juntado dos actividades conocidas por separado: editores de bases (un buscador para localizar un gen, en nuestro ejemplo, el Ctrl+F). Y le ha añadido la transcriptasa inversa (un teclado completo). Para ello se vale de una molécula de ARN ‘artificial’ (quimera) con un ‘remate’ o ‘cola’ extra (el cursor del texto, en nuestra metáfora). Es capaz de escribir ADN. Ha bautizado a este nuevo ARN como pegRNA. Para que los cambios no se pierdan, el Cas9 va a la hélice de ADN que no se ha roto para cortarla y forzar a la célula a que arregle ese trocito, imitando el código nuevo de la hebra que sí se ha editado. Cambios salvados. Célula actualizada.

«Liu tiene mentalidad de ingeniero. Si algo no existe, lo intenta construir«, lo define Montoliu. Sirva como anécdota que en 2003, cuando nadie hablaba de drones, se construyó uno doméstico. Sus colegas dicen que tenía el despacho lleno de artilugios que inventaba, como si fuera el taller de Da Vinci.

Liu, quien enfatiza que esto es sólo el comienzo. Prime tendrá que ser robusto y útil en los laboratorios. El proceso de construcción de ARN y enzimas en las células vivas también será difícil. Y nadie ha demostrado que pueda funcionar en un modelo animal.

Por el momento, Lui parece lanzado a conseguir no sólo el éxito académico, sino económico. Ha fundado cinco empresas de lo más variopinto. Está por ver si la de ingeniería genética (también se llama Prime) se convertirá en el Amazon de los genes.

Ademas, en Newtral…

Blastoide de embrión artificial de Izpisúa | Foto: Salk

Embriones artificiales, quimeras y CRISPR

EL equipo de Juan Carlos Izpisúa ha desarrollado un embrión artificial muy limitado a partir de una sola célula de oreja de ratón, para poder experimentar con él. Antes, crearon quimeras de mono con células humanas. ¿Qué tiene que ver esto con técnicas de edición genética?

¿Quieres comentar?

Relacionados

Más vistos

Siguiente