Con el sistema CRISPR/Cas se abren nuevas a través de las ‘tijeras de edición genética’ que podrían utilizar de manera revolucionaria
Un viaje en el tiempo utilizando tecnologías bioinformáticas ha permitido reconstruir las proteínas de hace 2.600 millones de añosque su perdida ancestros del sistema de edición de genes CRISPR/Casos [que permite destruir el DNA de virus bacterianos] y que tienen la misma capacidad de editar los genes que los actuales, siendo incluso más versátiles.
El hallazgo lo firma un equipo encabezado por científicos españoles y se publica en Nature Microbiology. Estos ancestros «resucitados» del sistema CRISPR/Cas abren nuevas vias para las llamadas Genética Edición Tijeras que podrían tener aplicaciones revolucionarias, considerando a los investigadores.
¿Qué es CRISPR?
Muchas bacterias tienen una herramienta biológica, el sistema CRISPRque les permite defenderse contra los virus, para ello cortar un fragmento del material genético de su atacante y lo guardan en sus propios genes para recordarlo.
La ciencia ha desarrollado este sistema para servise, desde hace años, como una herramienta de edición que permite modificar el genoma con una precisión sin precedentes, de forma sencilla y más barata, lo que abre grandes posibilidades para tratar enfermedades congenitas.
La gran mayoría de laboratorios usan el CRISPR-Cas9, que proviene de Streptococcus pyogenes, una bacteria patógena que causa otitis y laringitis, por lo que muchas personas tienen pruebas. En esos casos no se podría usar como terapia génica porque el sistema inmunológico lo atacaría.
«Son necesarios más sistemas CRISPR-Cas», explica a EFE el genetista Lluís Montoliu, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), uno de los firmantes de la investigación iniciada en 2018.
Para ello, la ciencia ha ido a identificar en los «sitios más recónditos«, desde el desierto de Atacama a Greenlandia, nueva bacteria que no tendrá relación con nosotros a partir de las cuales aislar nuevos sistemas CRISPR, «lo que -dice- ya está dando sus frutos».
Bajo embargo, el equipo coordinado por Raúl Pérez-Jiménez de la Asociación-Centro de Investigación, Cooperativa en Nanociencias (CIC nanoGUNE) del País Vasco lo que hizo fue viajar en el tiempo.
“Nuestro hemos ido ha intentado resucitar proteínas CAS que tienen ancestrales y que deberían de existir en bacterias que han eclosionado miles de millones de años”, explica Montoliu.
Corregir albinismo
investigadores han reconstruido, por primera vez, la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Casdesde ancestros de hace 2.600 millones de años hasta la actualidad con el uso de técnicas bioinformatics que podria corregir el albinismo en las celulas humanas.
por hola, selección de un grupo de bacterias más o menos relacionado evolutivamente de las que escogió la secuencia del gen Cas9 para introducirla en una computadora, que calculó hacia atrás cuál podría ser la secuencia de bacterias ancestrales que dio lugar tiene la variabilidad actual.
Montoliu aclaró que no se sabe qué bacterias vivieron en la época de los dinosaurios ou mucho más atrás, hasta 2.600 millones de años, pero sí que la secuencia de aminoácidos creada por la computadora es compatible con las que tenemos hoy en día.
En toda esa línea temporal, el equipo escogió cinco momentos: hace 37 millones de años; 137 millones; 200 millones, 1000 millones y 2600 millones para seleccionar las secuencias de aminoácidos de las cuales se sintetizó en un laboratorio el corresponsal Molécula de ADN para estudiar y confirmar su funcionalidad.
Esta fue la labor del laboratorio Montoliuintroduce estas secuencias ancestrales de CRISPR en células humanas en cultivo y comprueba que puedes editar el gen querrían como si estuvieran usando un sistema Cas-9 real.
«Sorprendentemente siguen funcionando como herramientas de edicion genetica. Las usamos sobre dos genes que cuando están mutados causan albinismo y comprobamos que funcionan».
Ya validado el sistema en células humanas, el siguiente paso sería hacerlo en un modelo animal, como un ratón, y luego verificar su seguridad y eficacia para poder plantar su uso en ensayos clínicos y terapias, apunta Montoliu.
sistema flexible
La investigación también reveló que el sistema CRISPR-Cas se ha ido haciendo más complejo a lo largo del tiempo y se ha ido adaptándose a las nuevas amenazas de virus que las bacterias han sufrido en su evolución.
“Un sistema que ha sido publicado a lo largo de un gran número de millas de millones de años, a partir de una máquina rudimentaria, seleccionada además al principio, la ha convertido en un sofisticado mecanismo de defensa capaz de distinguir con gran precisión el material genético de los invasores indeseosos. que debe destruir, de su propio ADN».
Así lo explica, citado por el CSIC, el investigador de la Universidad de Alicante y también firmante del estudio Francis Mojica, que fue el descubridor del sistema CRISPR.
Sistemas CRISPR actuales adaptados para funcionar dentro de una bacteriapero cuando se usan en células humanas el sistema inmune causa un rechazo y existen además determinadas moléculas que limitan su uso.
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Sin embargo, destaca Pérez-Jiménez que «en los sistemas ancestrales algunas de esas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad».
Este logro proporciona herramientas de edición genética con propiedades a las actuales, «mucho más flexible, lo cual abre nuevas vías en la manipulación del ADN y el tratamiento de enfermedades», agrega en la nota del CSIC la investigadora del proyecto nanoGune Ylenia Jabalera.