La técnica CRISPR-Cas9 ha revolucionado la edición genética. Estas tijeras moleculares, uno de los descubrimientos del año según Science en 2015 y premio Princesa de Asturias el mismo año, permiten modificar, introducir o corregir mutaciones controladas en el ADN con aplicaciones que van desde la lucha contra enfermedades hasta mejorar cultivos transgénicos.

Los primeros ensayos clínicos en humanos ya se están llevando a cabo en China y está previsto que comiencen en Estados Unidos el año que viene. Sin embargo, a medida que se trabaja con esta herramienta, los científicos deben considerar los riesgos ante posibles mutaciones causada por esta tecnología, a pesar de su precisión sin precedentes.

Un estudio, publicado esta semana en la revista Nature Methods, revela que CRISPR podría provocar la aparición de cientos de mutaciones involuntarias en el genoma.

«Incluyendo mutaciones simples nucleotídicas y mutaciones en regiones no codificantes”, destaca uno de los autores del trabajo, Steven Tsang, del Instituto de Medicina Genómica de la Universidad de Columbia (Estados Unidos).

Secuenciación total del genoma

La técnica CRISPR se centra en cadenas específicas de ADN, pero algunas veces puede llegar a otras partes del genoma. En la mayoría de trabajos con esta herramienta, los científicos usan algoritmos informáticos que predicen o identifican las áreas que tienen más posibilidades de ser afectadas por mutaciones. Pero, según los autores, esto no sería suficiente.

“Los algoritmos predictivos hacen un buen trabajo cuando CRISPR se usa en células o en tejidos en el laboratorio, pero no se utiliza la secuenciación completa del genoma para buscar mutaciones inesperadas en animales vivos”, apunta el coautor del trabajo Alexander Bassuk, de la Universidad de Iowa.

El equipo secuenció el genoma completo de ratones sometidos con anterioridad a edición genética y buscó todas las mutaciones posibles, incluidas aquellas que solo alteraban a un único nucleótido. Los resultados mostraron que la herramienta había corregido con éxito un gen que causaba ceguera a los roedores, pero también que los genomas de dos sujetos distintos habían sido afectados por unas 1500 mutaciones nucleótidas simples y más de 100 bloqueos e inserciones de genes, que los algoritmos no habían predicho.

“Los científicos que no secuencian todo el genoma para encontrar estos efectos inesperados pueden estar pasando por alto mutaciones potencialmente importantes”, advierte Tsang. “Incluso un único cambio nucleótido puede causar un gran impacto”, añade.

Aun así, los expertos continúan siendo muy optimistas sobre el CRISPR. “Somos médicos y sabemos que cualquier terapia nueva tiene efectos colaterales potenciales, pero necesitamos estar alerta de cuáles son”, explica Vinit Mahajan, de la Universidad de Stanford y coautor del trabajo.

Ahora el objetivo del equipo es mejorar los componentes del sistema con el que funciona este «corta-pega» genético –la enzima que le permite cortar los genes y el ARN que guía a la enzima hacia el gen correcto– para mejorar así la eficiencia de la edición.

“Esperamos que estos resultados animen a otros a secuenciar completamente el genoma como método para determinar todos los efectos que pueden causar las técnicas CRISPR y estudiar distintas versiones para conseguir que la edición sea más precisa y segura”, concluye Tsang.
mayo 31/2017 (agenciasinc.es)

Un equipo chino de investigadores se ha convertido en el primero que ha inyectado a una persona células con genes modificados gracias a la revolucionaria técnica CRISPR-Cas9, una herramienta molecular utilizada para ‘editar’ o ‘corregir’ el genoma de cualquier célula.

El pasado 28 de octubre, un grupo dirigido por el oncólogo Lu You, de la Universidad de Sichuan, introdujo células modificadas con este método a un paciente con cáncer de pulmón agresivo como parte de un ensayo clínico desarrollado en el West China Hospital, en la ciudad de Chengdú (China).

Primero los investigadores retiraron células inmunitarias (linfocitos T) de la sangre del receptor, y después inhabilitaron en ellas un gen con la técnica CRISPR-Cas9, que combina una enzima que corta el ADN junto a una guía molecular que indica dónde seccionar.

En este caso el gen deshabilitado codifica la proteína PD-1 que frena la respuesta inmune de las células. De hecho, los cánceres se aprovechan de esa actividad negativa para proliferar.

Lo que hizo el equipo de Lu es cultivar las células ‘editadas’ aumentando su número e inyectándoselas de nuevo al paciente. La esperanza es que, sin las proteínas PD-1, las células corregidas puedan atacar mejor y derroten al cáncer.

Seguridad y confidencialidad

El principal objetivo de este ensayo, que recibió en julio la aprobación ética de la junta de revisión del hospital, es evaluar la seguridad de los linfocitos T modificados para eliminar las PD-1 en el tratamiento de un tipo de cáncer: el de pulmón metastásico de células no pequeñas. Además, se recogerán muestras de sangre para investigar la evolución del paciente.

Según ha explicado Lu a la revista Nature, de momento el tratamiento ha funcionado sin problemas. El voluntario recibirá una segunda inyección, aunque el científico se ha negado a ofrecer más detalles sobre este asunto por temas de confidencialidad.

El equipo chino planea tratar a un total de diez personas, que podrán recibir dos, tres o hasta cuatro inyecciones. Los científicos insisten en que se trata de un ensayo de seguridad, en el que los participantes serán monitorizados durante seis meses para determinar si las inyecciones están causando efectos adversos graves. También harán un seguimiento más allá de ese tiempo para comprobar si los participantes parecen beneficiarse del tratamiento que, en última estancia, es lo que se pretende.

En el mismo artículo de Nature, diversos expertos en CRISPR señalan que este avance de los científicos chinos probablemente acelere la carrera por conseguir células genéticamente modificadas en medicina clínica en  todo el mundo. «Creo que esto va a desencadenar un ‘Sputnik 2.0′, un duelo biomédico creciente entre China y Estados Unidos; y esto es importante, ya que generalmente la competencia mejora el producto final», comenta Carl June, especialista en inmunoterapia de la Universidad de Pensilvania (Filadelfia, Estados Unidos).

June es el asesor científico de un ensayo estadounidense que plantea usar CRISPR a principios de 2017 para editar tres genes en el marco de un estudio enfocado a tratar diversos tipos de cáncer. También el año que viene, en marzo, otro grupo de la Universidad de Pekín (China) confía en iniciar tres ensayos clínicos utilizando CRISPR para luchar contra cánceres de vejiga, próstata y renal. Estos ensayos todavía no están aprobados y necesitan financiación.

El término CRISPR-Cas9 corresponde a Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (en español: Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas) seguido de las siglas de CRISPR associated system 9, un sistema de enzimas endonucleasas asociado a CRISPR.
diciembre 19/2016 (agenciasinc.es)

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CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes

Conseguir una forma eficiente y fiable de editar el genoma y modificarlo a medida es algo que los científicos han perseguido desde hace tiempo. La técnica CRISPR-Cas9 se presenta como la solución a este problema y se ha situado como una de las más revolucionarias en biología molecular.

Si bien es más potente que los antiguos métodos de edición del genoma, todavía presenta algunas limitaciones. Por ejemplo, es muy útil cuando se trata de editar fragmentos del genoma que codifican para proteínas pero, en realidad, solo el 1 % del genoma forma parte de este grupo. El 99 % del genoma restante, ‘la materia oscura’ o lo que conocíamos como ‘ADN basura’ todavía no podía beneficiarse de las ventajas que presentaba esta técnica.

Ahora, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), dirigidos por Rory Johnson, presentan un nuevo método que permite utilizar la técnica del CRISPR-Cas9 también en la materia oscura del ADN. El método se presenta en un artículo publicado en la revista «BMC Genomics» y está disponible en acceso abierto para toda la comunidad científica.

«El método que proponemos amplifica el uso de CRISPR a la materia oscura del ADN. Ampliar su uso a todo el genoma eleva esta técnica a un nuevo nivel y nos permite explorar y editar simultáneamente y de forma más eficiente y barata diversos genes que a menudo tienen funciones reguladoras», explican Johnson y Estel Aparicio, autores del estudio e investigadores del CRG. «Esto será de gran utilidad en estudios donde, por ejemplo, se quieran explorar las funciones de genes ubicados en la zona oscura -que son los llamados long non-coding RNA- y no solo permitirá ‘activar’ o ‘desactivar’ un gen en cada momento, sino que también se podrán manipular redes de genes activando o desactivando diversos genes al mismo tiempo».

Se han puesto muchas esperanzar en la técnica CRISPR y actualmente la utilizan laboratorios en todo el mundo. Aunque todavía se halla en un nivel experimental muy básico, a la larga se cree que tendrá grandes aplicaciones, no solo en el ámbito de la biomedicina para diseñar células y organismos a medida o nuevos tratamientos, sino también en el de los biocombustibles o la agricultura. Gracias a la propuesta de los científicos del CRG, las posibilidades que ofrece esta técnica son todavía mayores.

«Por fin dispondremos de un método que fácilmente nos permita cortar, pegar y editar el genoma a todos los niveles», añade Roderic Guigó coordinador del programa de Bioinformática y Genómica del CRG. «Poder hacer experimentos a gran escala y explorar esta región oscura nos permitirá avanzar mucho en el conocimiento de la regulación de la expresión de los genes y, por lo tanto, profundizar en cómo se gestiona la información que hace que nuestras células, órganos y tejidos sean como son y funcionen correctamente».

En este sentido, la metodología presentada será la base para poder explotar toda la información que actualmente hay disponible gracias a los proyectos relacionados con el genoma humano y que ponen a disposición de los investigadores datos genómicos. «La técnica del cortar y pegar nos facilitará pasar de simplemente leer el genoma a comprender sus funciones y así poder incidir en la enfermedad», concluye Johnson.
diciembre 2/2015 (Diario Médico)