Harvard, MIT Make Controversial Herramienta de edición de genes CRISPR Más poderosos
Tabla de contenido:
- Los científicos resuelven un problema de entrega
- Enzima más pequeña eficaz en la edición genética
- DNA Editing Faces Ethical Hurdles
Los recientes avances en la edición de ADN tienen el potencial de tratar una gama más amplia de enfermedades humanas que nunca antes. Pero los científicos aún necesitan resolver el problema de hacer esos cambios en todas las células del cuerpo que los necesitan.
Ahora, un grupo de investigadores del Instituto Broad de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han identificado una enzima más pequeña que facilitará la entrega de la maquinaria de edición genética directamente a las células internas del cuerpo.
advertisementAdvertisementEste sistema de edición de genoma de vanguardia, conocido como CRISPR, ya se está utilizando para realizar cambios precisos en el ADN de animales de laboratorio.
Los investigadores esperan eventualmente atacar las enfermedades humanas con este método. Al desactivar o alterar los genes en las células humanas, los científicos podrían algún día ser capaces de tratar enfermedades que van desde la fibrosis quística a la enfermedad cardíaca y la diabetes.
En el caso de algunas enfermedades, los científicos podrían extraer células madre de la sangre y modificarlas usando CRISPR. Luego devolverían las células alteradas al cuerpo del paciente.
AnuncioSin embargo, para otras enfermedades, los científicos necesitan usar un virus desactivado para entregar todo el sistema CRISPR a las células. Este paquete debe incluir una enzima bacteriana, conocida como Cas9, que produce cortes en el ADN y un fragmento de ARN que guía a la enzima a la ubicación correcta.
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AdvertisementAdvertisementLos científicos resuelven un problema de entrega
Uno de los vehículos o vectores de entrega más prometedores para administrar CRISPR en la gente es el virus adeno-asociado (AAV). No se sabe que este vector cause enfermedades en humanos y ya ha sido aprobado en Europa para su uso en ensayos clínicos.
Sin embargo, AAV tiene una capacidad de carga limitada. Esto hace que sea difícil empaquetar todas las piezas necesarias para editar el genoma.
Una solución sería encontrar un vector que pueda transportar más. Pero AAV ya tiene un historial probado. En cambio, los investigadores del Instituto Broad se propusieron encontrar una enzima Cas9 más pequeña, una que se ajuste más fácilmente dentro de AAV.
Esto involucró tamizar aproximadamente 600 enzimas Cas9 de diferentes cepas de bacterias. Los investigadores redujeron esta lista a seis posibles candidatos.
"Afortunadamente, una de estas proteínas Cas9 más pequeñas resultó ser adecuada para el desarrollo de la metodología descrita en este documento", dijo Eugene Koonin, investigador principal del Centro Nacional de Información Biotecnológica y autor colaborador del estudio., en un comunicado de prensa.
AdvertisementAdvertisementLa enzima Cas9 presentada en el artículo, publicada hoy en Nature, proviene de la bacteria Staphylococcus aureus, que puede causar infecciones por estafilococos en humanos.Es un 25 por ciento más pequeño que el utilizado actualmente con CRISPR, que es de Streptococcus pyogenes.
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Enzima más pequeña eficaz en la edición genética
Con el problema de empaquetado resuelto, los investigadores se propusieron probar si la enzima Cas9 más pequeña funcionaba tan bien como la versión actual.
AnuncioObservaron la cantidad de cortes no intencionados o errores cometidos por Cas9 en otras áreas del ADN. En este sentido, el Cas9 más pequeño era tan preciso como la enzima de S. pyogenes.
Este nuevo Cas9 proporciona un andamio para … ayudarnos a crear mejores modelos de enfermedades, identificar mecanismos y desarrollar nuevos tratamientos. Feng Zhang, Instituto de Tecnología de MassachusettsA continuación, los investigadores colocan el Cas9 más pequeño para trabajar en un tratamiento potencial para la enfermedad cardíaca. Los investigadores inyectaron el sistema de administración de AAV, con el Cas9 más pequeño en el remolque, en los hígados de los ratones.
AdvertisementAdvertisementEl objetivo para Cas9 era un gen llamado PCSK9 que está asociado con el colesterol alto y la enfermedad cardíaca. Una vez entregado, Cas9 realizó cortes en ese gen, inhabilitándolo efectivamente.
Una semana después del tratamiento, los niveles de colesterol en los ratones disminuyeron. Estos efectos duraron hasta un mes.
Esta tecnología está muy lejos del tratamiento de enfermedades en humanos. Al igual que otras técnicas de edición de genes prometedoras, es probable que CRISPR experimente retrocesos en el camino.
AnuncioPero el éxito de los investigadores se suma a las herramientas disponibles para editar los genes de las personas.
"Nuestro objetivo a largo plazo es desarrollar CRISPR como plataforma terapéutica", dijo el investigador principal del equipo, Feng Zhang, miembro del Instituto Broad y un investigador del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro en MIT. "Este nuevo Cas9 proporciona un andamio para expandir nuestro repertorio Cas9, y nos ayuda a crear mejores modelos de enfermedades, identificar mecanismos y desarrollar nuevos tratamientos. "
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DNA Editing Faces Ethical Hurdles
CRISPR también se enfrenta a otros desafíos antes de que pueda ser ampliamente utilizado para tratar enfermedades humanas.
Uno es su seguridad. CRISPR es más rápido y fácil de usar que otras técnicas de edición de genes. Pero eso no significa que sea más preciso. Se pueden producir cortes en el ADN fuera del objetivo cuando la secuencia es similar pero no idéntica al ARN guía. Esto podría tener consecuencias para la salud involuntarias y potencialmente mortales.
La naturaleza precisa de la técnica de edición de genes también ha planteado cuestiones éticas. La técnica podría usarse para curar enfermedades, pero también podría usarse para mejorar cualidades como la inteligencia o la apariencia física en los llamados "bebés de diseño". "
Algunos de estos cambios podrían realizarse en la línea germinal humana (espermatozoides, óvulos y embriones) para que se transmitan a las generaciones futuras.
Personalmente, creo que no somos lo suficientemente inteligentes … para sentirnos cómodos con las consecuencias de cambiar la herencia, incluso en una sola persona.Dr. David Baltimore, Instituto de Tecnología de California En respuesta a esta amenaza, un grupo de biólogos, incluido el inventor del enfoque CRISPR, ha pedido una prohibición mundial del uso de esta técnica en humanos de cualquier manera que pueda ser transmitido a la descendencia.
La moratoria proporcionaría a científicos, especialistas en ética y el tiempo público para estudiar el impacto potencial de este método.
"Nos preocupa que las personas hagan cambios sin el conocimiento de lo que significan esos cambios en términos del genoma general", dijo el Dr. David Baltimore, miembro del grupo, al New York Times. "Personalmente, creo que no somos lo suficientemente inteligentes, y no lo será por mucho tiempo, para sentirnos cómodos con las consecuencias de cambiar la herencia, incluso en una sola persona. "
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