Nueva tecnología para edición genética abre puertas de nueva era biotecnológica

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS

 

Boletín de Prensa No. 003

29 de enero 2017

 

• Permite hacer ediciones, ya sean mutaciones, inserciones, deleciones o adiciones al ADN, la tecnología CRISPR/Cas 9 ofrece exactitud en cualquier región del genoma.
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En 2012 Martin Jinek, Ines Fonfara, Krzysztof Chylinski y Emmanuelle Charpentier publicaron en la revista Science un artículo que revolucionó la ingeniería genética, al describir la posibilidad de aprovechar un sistema bacteriano para modificar genes dentro de los organismos en una forma más sencilla y precisa que con métodos existentes.

La nueva herramienta contiene una proteína llamada Cas 9, que puede ser programada para buscar, cortar y eventualmente degradar el material genético de los virus de una manera altamente específica; es decir, permite hacer “corte” y edición de genes con alta precisión, además de evitar mutaciones no deseadas en los organismos.

Este nuevo método de edición, denominado técnicamente CRISPR/Cas 9, ha irrumpido con fuerza en los laboratorios de biotecnología en todo el mundo y el crecimiento de sus aplicaciones hace suponer que pronto tendrá grandes impactos en la industria y la sociedad. 

Stefan de Folter, investigador de la Unidad de Genómica Avanzada del Cinvestav, galardonado con el Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias 2015 por sus trabajos para descifrar circuitos genéticos en plantas, explica los retos y alcances de esta novedosa tecnología de edición de genes.

La tecnología permite hacer ediciones, ya sean mutaciones, inserciones, deleciones o adiciones al ADN. En principio puede hacerse en cualquier organismo y en cualquier región del genoma, pero también en sitios regulatorios, que no tienen promotores de genes. Para algunas plantas como la Arabidopsis thaliana, que usamos como modelo de investigación en el laboratorio, hay muchos mutantes disponibles.

“Nosotros apenas comenzaremos a aprovechar este sistema para probar que funciona. En la Arabidopsis thaliana ahora usamos mutaciones que son obtenidas de otra manera. Las principales ventajas de CRISPR/Cas9 es que antes las mutaciones se hacían al azar, uno tenía que buscar dónde está ese cambio en los genes y si era conveniente; ahora pueden dirigirse de manera precisa al nucleótido donde se requiere un cambio”, sostuvo el experto del Cinvestav.

En seres humanos el empleo de la tecnología ─como el que pretender realizar investigadores chinos─, a diferencia de las plantas, es mucho más delicado. Uno de los problemas es la poca eficiencia de las mutaciones en embriones humanos, menor al 50 por ciento. Por otra parte, está el riesgo de hacer mutaciones off the target, es decir, en otros lugares donde no se requiere. Aún se necesita un arduo trabajo de investigación para seleccionar el embrión con la mutación deseada.

Es atractiva la posibilidad de usar esta herramienta para terapias génicas en humanos, pero aún falta mucho. Además, hay una parte ética que se debe considerar: definir qué tipos de genes o características son susceptibles de manipular. Ahora hay muchas aplicaciones con mamíferos. Por ejemplo, un estudio con cerdos está tratando de “atacar” ciertos genes relacionados con enfermedades. Claramente hay un beneficio, pero falta afinar la precisión de la técnica.

“Sin duda vamos a ver muchos trabajos de investigación aplicando esta técnica en líneas celulares de mamiformes, incluyendo humanos. Pero insisto en que será importante discutir toda la parte de ética relacionada con esta técnica, sobre todo cuando se aplique a estudios clínicos”, señaló el investigador.

La eliminación del azar en la edición de genes mediante este nuevo método puede constituirse en un argumento ante los opositores a los organismos modificados genéticamente, porque como la herramienta es muy precisa, no se va a introducir ADN de otras especies. Así que no habrá lugar a discusión, porque las mutaciones se hacen de manera muy puntual, sólo a un gen.

Esto ya ocurre en la naturaleza, con muchas plantas mutantes de brócoli o coliflor, que pueden comerse sin ningún problema. Esos mismos fenotipos podrán generarse con la nueva tecnología. La herramienta está impactando las empresas biotecnológicas, aunque todavía no hay tantos servicios para modificar plantas, pues al final somos una parte muy pequeña. Hay más oferta en la producción de líneas celulares, levaduras o insectos.

Por ejemplo, Dupont planea producir dentro de cinco o 10 años los primeros cultivos comestibles (como maíz híbrido amarillo) modificados con esta tecnología; al menos en Estados Unidos, estas plantas con sus genomas editados escaparán a la regulación que las autoridades aplican a los transgénicos. Entonces no habrá restricciones para colocarlos en el mercado.

La práctica de edición de genes en genomas de plantas es comparable a hacer una nueva variedad con técnicas de mejoramiento tradicional. Sin embargo, con la técnica de CRISPR/Cas9 se sabe exactamente cuál cambio se generó en el genoma, mientras que con el proceso tradicional se mezclan dos genomas que resultan en miles de cambios. Así que una planta con su genoma editado no es transgénica y por eso no se deben adoptar las reglas que existen para las que sí son transgénicas.

La técnica CRISPR/Cas9 posibilita hacer ediciones en los genomas casi sin límites. Aparte de estudiar mutaciones simples en los genes, permitirá hacer mutaciones en varios de ellos a la vez, con ventajas de tiempo. Además hará factible investigar genes parálogos (con un alto grado de identidad) y genes en clusters en el genoma.

Si se toma en cuenta el número de estudios que se hacen en el mundo y la cantidad de aplicaciones posibles de CRISPR/Cas9, se puede decir que es una técnica muy poderosa que cambió por completo el panorama sobre la modificación del genoma de cualquier organismo vivo. Por lo tanto, su descubrimiento y aplicación merece el Premio Nobel debido a su notable contribución a la humanidad.