¿Podemos hacer cambios en el genoma? Sistema CRISPR-Cas9
Es innegable la exposición que el sistema CRISPR-Cas9 ha logrado alcanzar en las revistas científicas en los últimos años. Pero, ¿qué es este sistema? ¿para qué sirve? En simples términos, ésta es una herramienta usada en investigación molecular para la edición (remover, añadir o cambiar secciones) de genomas (conjunto de genes en una célula). Algunos se preguntarán ¿por qué los científicos quisieran editar el genoma? Pues, principalmente para estudiar la función de ciertos genes. Cuando se modifica intencionalmente el ADN, se pueden estudiar los efectos que estos cambios generan en ciertos procesos de interés (apoptosis, proliferación celular, etc), lo cual da pistas acerca de la función que cumple determinado gen sobre ese proceso. Esto se puede realizar tanto en líneas celulares (células inmortalizadas que se cultivan en laboratorio) como en organismos completos.
¿Cuál es la ventaja de esta tecnología con respecto a otras? Antiguamente, para generar estas modificaciones o mutaciones en el ADN, se usaban químicos o radiación. Sin embargo, al usar estos químicos o al irradiar a la célula, no es posible controlar dónde ocurren las mutaciones exactamente. De modo que si se quería estudiar la función de un gen en específico, era muy difícil. CRISPR-Cas9 permite generar mutaciones dirigidas, es decir, en secuencias únicas localizadas en el genoma. Aunque existen otras herramientas capaces de lograr mutaciones dirigidas semejantes, CRISPR-Cas9 es el método más simple y rápido actualmente.
Para aquellos que quieran ahondar un poco más en el fundamento detrás de esta tecnología, les recomendamos leer esta sección: ¿Cómo funciona CRISPR-Cas9? Este tiene dos componentes principales: una enzima (Cas9) y un ácido ribonucleico (ARN) guía. El ARN guía puede ser diseñado para ser complementario a regiones específicas del genoma, lo que permite su especificidad y consecuente unión. Una vez que ocurre esto, la enzima Cas9 es capaz de cortar la doble hebra del ADN donde se unió el ARN guía. Esto activa los mecanismos de reparación de ADN propios de las células, permitiendo unir las regiones sin el segmento complementario al ARN guía (aquel que se cortó) a la vez que permite la introducción de nuevo material genético en esta región.
¿Cuáles serían las potenciales aplicaciones de esta tecnología? Además de facilitar tremedantamente la investigación de la función de ciertos genes en los organismos, CRISPR-Cas9 podría usarse para tratar aquellas enfermedades de origen genético. Por ejemplo, sabemos que el cáncer se origina por mutaciones en nuestras células. Si se eliminase el sitio de esta mutación y se remplazase por información genética normal (no alterada, que no promueva procesos de proliferación descontrolada), se podría eliminar el origen de esta enfermedad. Así, a partir de esta herramienta molecular, se podría desarrolar un innovador tipo de terapia que, al ser dirigida y específica, tendría menos efectos negativos sobre el organismo.
Referencias
Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Ran FA, Hsu PD, Wright J, Agarwala V, Scott DA, Zhang F. Nat Protoc. 2013 Nov;8(11):2281-308. doi: 10.1038/nprot.2013.143.
DNA targeting specificity of RNA-guided Cas9 nucleases. Hsu PD, Scott DA, Weinstein JA, Ran FA, Konermann S, Agarwala V, Li Y, Fine EJ, Wu X, Shalem O, Cradick TJ, Marraffini LA, Bao G, Zhang F. Nat Biotechnol. 2013 Sep;31(9):827-32. doi: 10.1038/nbt.2647.
Repurposing CRISPR as an RNA-guided platform for sequence-specific control of gene expression. Qi LS, Larson MH, Gilbert LA, Doudna JA, Weissman JS, Arkin AP, Lim WA. Cell. 2013 Feb 28;152(5):1173-83. doi: 10.1016/j.cell.2013.02.022
CRISPR/Cas9 History. Extraído de: https://www.addgene.org/crispr/reference/history/