¿Cómo explicar los riesgos y limitaciones de las herramientas CRISPR de edición genética con piezas de TENTE?

Por Lluis Montoliu, el 20 abril, 2020. Categoría(s): divulgación científica • edición genética • ética • experimentación animal • genética • quimeras


Nuevo vídeo de divulgación científica en el que explico los riesgos y las limitaciones de las herramientas CRISPR para editar genes usando piezas de TENTE. Vídeo en YouTube. Dentro de la PlayList BIOTENTE del canal de YouTube de Lluís Montoliu.


Completamos una semana más de confinamiento, la quinta ya en casa, debido al coronavirus SARS-CoV-2, causante de la COVID-19, y un nuevo vídeo de divulgación científica usando las piezas del juego de construcción TENTE, dedicado esta vez a explicar los riesgos y las limitaciones de las herramientas CRISPR para editar genes. Este cuarto vídeo de la serie (PlayList) BIOTENTE es la continuación lógica de los dos anteriores, en los cuales describía el origen bacteriano de los sistemas CRISPR y los usos y aplicaciones de estas herramientas.

En esta ocasión vuelvo a utilizar las piezas de colores del juego de construcción TENTE para intentar explicar, con claridad y sencillez, cuáles son los riesgos y las limitaciones de las herramientas CRISPR, derivadas de un sistema de defensa bacteriano contra virus con el mismo nombre. De nuevo solamente vamos a necesitar dos elementos: la proteína Cas (habitualmente Cas9) y una pequeña guía de ARN que le diga a la nucleasa Cas9 dónde debe cortar el ADN en el genoma, cuál es el gen que queremos editar. Y, en determinadas ocasiones, un ADN molde que dicte a las herramientas de reparación, tras el corte, cómo debe restaurarse la secuencia genética de ADN.

La primera de las limitaciones de las herramientas CRISPR es la posibilidad de cortar en otras secuencias de ADN, parecidas a las que tenemos intención de editar, pero no idénticas, que están en otro lugar del genoma.

Hay dos grandes grupos de riesgos o limitaciones que se deben tener en cuenta al utilizar las herramientas CRISPR de edición genética. En primer lugar la posibilidad de que la guía de ARN se aparee imperfectamente en otro lugar del genoma, con otra secuencia de ADN muy parecida pero no exactamente idéntica. Y que esa unión se mantenga el tiempo suficiente para que la nucleasa Cas9 reconozca a la guía sobre el ADN y proceda a cortar en ese otro lugar adicional del genoma, lo cual genera una oportunidad de edición extra, no controlada, además de la prevista. Esta relativa falta de especificidad es una ventaja para las bacterias (pues las proteínas Cas pueden reconocer virus similares y defenderse de todos ellos) pero representa un problema cuando se intenta usar esta herramientas CRISPR para editar genéticamente un locus y solamente ese locus.

Para solucionar este primer problema se pueden generar otras nucleasas derivadas de la Cas9, preparadas y seleccionadas experimentalmente, que sean más específicas. Y también se pueden seleccionar guías de ARN que propongan secuencias más específicas y menos propensas a sustentar apareamientos imperfectos en otros lugares del genoma.

La segunda de las limitaciones de las herramientas CRISPR tiene que ver con lo que ocurre tras el corte, que puede repararse de diversas maneras, incluyendo la secuencia prevista, pero también otras imprevistas que no queremos ni necesitamos.

El segundo de los riesgos o limitaciones de las herramientas CRISPR de edición genética no está directamente relacionado con ellas, propiamente dicho. Está relacionado con las proteínas de los sistemas de reparación del ADN que actúan a continuación, y deben resolver el corte de doble cadena provocado por la nucleasa Cas9 unida a la guía de ARN. Si al sistema le añadimos una molécula de ADN monocatenario con secuencias complementarias a derecha y a izquierda del corte entonces esta secuencia se usará como molde, y promoverá la aparición de los cambios que estuvieran incluidos en el molde. Ahora bien, no podremos evitar que los sistemas de reparación, que no tienen la precisión de las herramientas CRISPR, cometan errores, al azar, y resuelvan el corte de ADN de doble cadena de diversas maneras, a veces insertando y añadiendo letras, o a veces eliminándolas, o las dos cosas a la vez.

Esta variabilidad en los resultados, esta incertidumbre, es fundamental en cualquier experimento CRISPR. Puede gestionarse bien en el laboratorio, con animales de experimentación, seleccionando los que han incorporado la edición deseada y descartando los que hayan incorporado mutaciones imprevistas. Pero esto mismo no es prudente ni éticamente aceptable hacerlo con personas. Por eso es importante seguir investigando para desarrollar herramientas seguras de edición genética que minimizen estos riesgos y limitaciones.

Si deseas tener una mayor información sobre los sistemas o las herramientas CRISPR de edición genética te recomiendo la lectura del libro «Editando genes: recorta, pega y colorea. Las maravillosas herramientas CRISPR» que publiqué en 2019 con NextDoor Publishers. Y por supuesto la lectura de cualquiera de los muchos artículos que sobre este tema he publicado en este blog y en otros medios.



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