Edición terapéutica: un nuevo avance en medicina
Las aplicaciones clínicas de esta tecnología permitirían reparar el ADN en aquellas personas con enfermedades causadas por mutaciones en su material hereditario.
Como es de conocimiento general, el genoma humano corresponde a la carga genética de una persona, que viene determinada desde el momento de la concepción, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula humana diploide. Posee la información genética básica, necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.
Además de ser una magnifica estructura concebida con caracteres genéticos, es también el centro de enfermedades hereditarias, pues en la composición de cromosomas, al haber alguno invertido, extra o idéntico a su par se generan mutaciones y enfermedades extrañas, generalmente asociadas con deformidades físicas o cambios de conducta relativamente no aceptables.
Podríamos señalar entonces, que el genoma humano es una especie de libro que contiene las “instrucciones del desarrollo de un individuo”, una especie de texto en el que la presencia de ciertos errores daría lugar a enfermedades. Un grupo de investigadores analizó este “manual” y llegó a la conclusión de que si se encuentra un error o mutación dentro de él, volviendo al “archivo original” es posible encontrar tratamiento o revertir alguna patología genética.
Para la revista Science (doi: 10.1126/science.aad5143) la posibilidad de corregir genes se convirtió en el hito científico del año 2015, luego de que científicos de las Universidades de Duke, Harvard y Texas utilizaran tijeras moleculares CRISPR/Cas9 para eliminar exitosamente un gen que provocaba un tipo de distrofia muscular en ratones adultos, los que sustituyeron por información genética correcta.
La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular que se utiliza para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula. Sería algo así como unas tijeras capaces de cortar cualquier molécula de ADN haciéndolo de una manera muy precisa y totalmente controlada. Esa capacidad de cortar el ADN es lo que permite modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN.
Esta técnica imita el mecanismo de defensa de las bacterias. De hecho, en 1987 se iniciaron las investigaciones sobre la materia cuando se publicó un artículo que describía cómo algunas bacterias (Streptococcus pyogenes) se defendían de las infecciones víricas. Estas bacterias tienen unas enzimas que pueden distinguir entre el material genético de la bacteria y el del virus y, una vez hecha la distinción, destruyen el ADN viral.
Las bases de este mecanismo no se conocieron hasta más adelante, cuando se mapearon los genomas de algunas bacterias y otros microorganismos. Se encontró que una zona determinada del genoma de muchos microorganismos, sobre todo arqueas, estaba llena de repeticiones palindrómicas sin ninguna función aparente. Estas repeticiones estaban separadas entre sí mediante unas secuencias denominadas “espaciadoras” que se parecían a otras de virus y plásmidos. Justo delante de esas repeticiones y “espaciadores” había una secuencia llamada “líder”. La totalidad de estas secuencias fueron denominadas como CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat). Muy cerca de este agrupamiento se podían encontrar genes que codificaban para un tipo de nucleasas: los genes Cas (CRISPR associated system).
Este método ya había sido ya utilizado con éxito en el laboratorio, pero es la primera vez que logra en ratones adultos con una patología genética resultados esperanzadores.
El sistema CRISPR-Cas9 consta de dos componentes básicos: una enzima, Cas9, especializada en cortar el ADN y un ARN guía que le indica a la enzima dónde actuar. Una vez que el fragmento de ADN de interés es identificado y el ADN cortado, la rotura en el ADN es reparada por la célula.
Esta reparación resulta en la aparición de mutaciones de inserción o deleción, que si están localizadas dentro de un gen pueden provocar la pérdida de producción de la proteína que codifica. Así, la primera aplicación es la de inhabilitar genes. Sin embargo, si se proporciona a la célula una molécula de ADN que sirva como molde durante la reparación, a la que se ha añadido un cambio, la célula lo copiará y el cambio quedará incorporado en el ADN.
La introducción de cambios específicos en posiciones concretas, se considera uno de los aspectos más prometedores de la técnica, ya que permitiría corregir errores en los genes responsables de algunas enfermedades.
Además, el sistema también puede ser utilizado para regular la expresión génica o incluso para introducir modificaciones epigenéticas, inactivando la actividad nucleasa de Cas9 e incorporándole unos módulos que interaccionen con elementos reguladores de la expresión génica o capaces de llevar a cabo cambios en metilación o modificaciones de las histonas.
En un futuro este avance servirá para curar enfermedades genéticas que, hasta ahora, eran incurables. Con esta tecnología se inaugura una nueva era de ingeniería genética en la que se puede editar, corregir y alterar el genoma de cualquier célula de una manera fácil, rápida, barata y, sobre todo, precisa.
Por Carolina Faraldo Portus
