Los científicos en los EE. UU. Han desarrollado un nuevo y poderoso sistema de edición del genoma que podría ofrecer una precisión y eficiencia significativamente mayor que la actual CRISPR estándar.
Mientras CRISPR-Cas9 es una tecnología médica revolucionaria que sienta las bases modernas para editar el código genético, incluidas las variantes asociadas con la enfermedad, desde hace tiempo ha habido preocupaciones sobre su potencial de imprecisión.
Específicamente, muchos temen que la edición CRISPR-Cas9 tiene el potencial de introducir errores en forma de inserciones y deleciones no controladas en el código genético, llamado indeles.
Los investigador es dicen que el nuevo sistema, denominado "edición principal" por sus inventores en el Broad Institute of MIT y la Universidad de Harvard, podría cambiar el juego gracias a una nueva proteína que permite la edición de alta precisión de objetivos genéticos.
"Una aspiración importante en las ciencias de la vida molecular es la capacidad de realizar con precisión cualquier cambio en el genoma en cualquier lugar". dice biólogo de genoma David Liu del Broad Institute.
"No conocemos otra tecnología de edición en células de mamíferos que ofrezca este nivel de versatilidad y precisión con tan pocos subproductos".
La base del nuevo método de edición principal es una enzima llamada transcriptasa inversa. El sistema CRISPR también utiliza una enzima, Cas9, para cortar las cadenas de ADN, de modo que se pueda insertar un código genético alternativo.
UNA Avance de 2017 El pionero del laboratorio de Liu mejoró enormemente la precisión del sistema, permitiendo cambios de una letra en pares de bases de ADN en lugar de reemplazar tramos enteros de código a la vez.
Ahora, gracias a la transcriptasa inversa, que se usa junto con Cas9 en la edición principal, la edición genómica se ha actualizado nuevamente.
En edición principal, una guía de ARN llamada pegRNA guía una forma modificada de la enzima Cas9 para cortar una sola cadena de ADN (evitando las roturas de doble cadena que pueden inducir interrupciones no deseadas).
Después de esto, la enzima transcriptasa inversa copia directamente la información genética editada contenida en el pegRNA en el sitio genómico objetivo. Puede ver una explicación detallada del procedimiento en la siguiente infografía:
(Instituto amplio)
"La versatilidad de la edición principal se hizo evidente rápidamente a medida que desarrollamos esta tecnología". explica biólogo químico Andrew Anzalone.
"El hecho de que pudiéramos copiar directamente nueva información genética en un sitio objetivo fue una revelación. Estábamos realmente entusiasmados".
La flexibilidad del sistema significa que, por primera vez, los investigadores pueden intercambiar efectivamente una 'letra' de ADN con otra, entre las sustancias químicas adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), en total 12 formas posibles.
Esa es una notable mejora en lo que el Avances del editor base realizados en 2017 eran capaces de, lo que significa que ahora son posibles tipos completamente nuevos de ediciones genéticas en enfermedades humanas en comparación con lo que se podía hacer antes.
"Con la edición principal, ahora podemos corregir directamente la mutación de la anemia falciforme a la secuencia normal y eliminar las cuatro bases de ADN adicionales que causan la enfermedad de Tay Sachs, sin cortar el ADN por completo o sin plantillas de ADN". Liu explica.
En el nuevo artículo de los investigadores, el equipo detalla esos procedimientos en pruebas de laboratorio, entre una cuenta de más de 175 ediciones en células humanas y de ratón, con resultados que produjeron menos subproductos no deseados e introdujeron cantidades menores de ediciones fuera del objetivo que el enfoque Cas9 por sí mismo habría creado.
Es algo histórico, pero especialmente dado el rápido ritmo al que evolucionan estas tecnologías, los investigadores están ansiosos por enfatizar que todavía estamos al comienzo de las pruebas del sistema, para descubrir de qué es capaz en el entorno de laboratorio.
"Se necesita mucha investigación adicional para comprender y mejorar aún más la edición principal en una amplia gama de tipos de células y organismos, para evaluar la edición principal fuera del objetivo de manera genómica y para caracterizar aún más el grado en que los editores principales pueden afectar las células ," los autores escribir en su papel.
No obstante, está claro que podría haber una gran cantidad de oportunidades aquí en términos de ampliar la escala teórica y práctica de la edición del genoma, extendiendo la técnica, en principio, a 89 por ciento de las variantes genéticas humanas patógenas conocidas, dicen los investigadores.
Las oportunidades comerciales también son potencialmente masivas. Si bien los investigadores otorgarán a otros investigadores una licencia no comercial para explorar el enfoque, las solicitudes comerciales para el sistema pendiente de patente podrían ser más que considerables para sus inventores.
Sin embargo, para aquellos en la comunidad de investigación, hay una palpable emoción por una ciencia bastante increíble y la promesa de una edición excelente.
"Son los primeros días, pero los resultados iniciales se ven fantásticos", dijo la investigadora de genética Brittany Adamson de la Universidad de Princeton, que no participó en el estudio. Naturaleza.
"Verás a mucha gente usándolo".
Los hallazgos se informan en Naturaleza.