CRISPR-Cas9

¿Qué es CRISPR-Cas9?

El CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) es una región del ADN de algunas bacterias que actúa como un mecanismo inmunitario frente a los virus, las bacterias que sobreviven al ataque guardan la información de este agresor. Cuando el virus vuelve a atacar, la bacteria identifica los genes gracias a la información ya almacenada y esta memoria le permite enfrentarse al virus.

Cas9 es una enzima que actúa como “tijeras”, que corta y edita, o corrige, en una célula, el ADN asociado a una enfermedad. Esto permitiendo curar enfermedades subyacentes en el genoma, así creando CRISPR-Cas9.

Historia del CRISPR

Su función fue predicha por el microbiólogo ilicitano Francis Mojica en el año 2005. En los años siguientes, varios equipos de científicos desentrañaron su mecanismo y, entre 2012 y 2013, los equipos de Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier y Feng Zhang, entre otros, lo aprovecharon para desarrollar una herramienta sencilla para editar el ADN de cualquier tipo de célula.

“Hay 230 enfermedades que son consecuencia de una anomalía genética, y gracias a los maravillosos y revolucionarios avances en la comprensión del genoma humano sabemos qué parte de su estructura genética es la responsable”, explica en esta entrevista el jefe mundial de innovación de Bayer, Kemal Malik. ”Lo que podemos hacer con la tecnología CRISPR es reemplazar el ADN erróneo por ADN bueno”, añade.

En diciembre de 2015 Bayer y CRISPR Therapeutics, fundada por Emmanuele Charpentier, una de las científicas que por primera vez aplicó la tecnología CRISPR para la edición genética, acordaron la creación de una empresa conjunta para investigar y desarrollar terapias innovadoras para enfermedades cardíacas, congénitas, hematológicas y para la ceguera.

Charpentier y Doudna

En Junio de 2012 Charpentier, junto con Jennifer Doudna, de la Universidad de California en Berkeley, anuncia la creación de un sistema artificial para dirigir a Cas9 al lugar donde se desee.

Charpentier publicó su descubrimiento en 2011. El mismo año, inició una colaboración con Jennifer Doudna, una bioquímica experimentada con un vasto conocimiento del ARN. Juntas, lograron recrear las tijeras genéticas de las bacterias en un tubo de ensayo y simplificaron sus componentes moleculares para que fueran más fáciles de usar.

En un experimento que hizo historia, lograron reprogramar las tijeras genéticas. En su forma natural, estas reconocen el ADN de los virus, pero Charpentier y Doudna demostraron que podían controlarse para cortar cualquier molécula de ADN en un sitio predeterminado. Y donde se corta el ADN, es fácil reescribir el código de la vida.

CRISPR ahora

Desde que Charpentier y Doudna crearon las tijeras genéticas CRISPR/Cas9 en 2012, su uso se ha disparado. Esta herramienta ha contribuido a muchos descubrimientos importantes en la investigación básica, y los científicos que trabajan con plantas han podido desarrollar cultivos que resisten el moho, las plagas y la sequía.

En medicina, ya se están realizando ensayos clínicos relacionados con terapias innovadoras contra el cáncer, y la posibilidad de curar enfermedades hereditarias cada vez está más cerca de hacerse realidad. Estas tijeras genéticas han llevado las ciencias de la vida a una nueva época y han comenzado a aportar enormes beneficios para la humanidad.

En Chile

Actualmente, el equipo de investigadores dirigidos por el Dr. Martínez es el único grupo en chile trabajando en entender cómo opera esta técnica en la edición del genoma del salmón.

“No es un tema fácil porque requiere de gran experiencia en temas moleculares. En este sentido es fundamental la colaboración interinstitucional y en ese sentido estamos colaborando estrechamente con la Universidad de Antofagasta y la Pontificia Universidad Católica. Con ello, vamos a poder entender de mejor forma la causalidad de los distintos genes que presentan expresión diferencial y diferenciación entre Noruega y Chile”

Algunos de los usos de CRISPR prometedores en agricultura se han mostrado en cultivos de trigo, maíz y tomate, desarrollando variedades mejoradas en caracteres como la defensa frente a plagas, la adaptación a la sequía, el rendimiento, y también la calidad y las características nutricionales. Algunos ejemplos de estos usos que se han llevado a cabo con éxito son el trigo sin gluten, plantas de tomate resistentes a las altas temperaturas gracias a la inactivación de un solo gen y maíz resistente a la sequía.

También debido a la pandemia que se origino en el año 2020 debido a el Virus Covid-19, la universidad chile propuso utilizar el metodo de CRISPR.

“La idea es desarrollar una metodología de análisis rápido que detecte el material genético del virus, y que pueda usarse en el punto de toma de muestra por personal no especializado”, indica el profesor de la Facultad de Ciencias de la U. de Chile, director del Centro de Regulación del Genoma (CGR) y líder de esta iniciativa, Miguel Allende.

“sólo considerando la parte experimental uno podría reducir el tiempo de análisis a cerca de un quinto de lo que demora el PCR”. En cuanto a los costos, agrega, “eventualmente podría llegar a ser diez veces más barato si lograramos generar los reactivos, enzimas, los químicos e incluso algunos equipos en Chile. Ese es un paso que nos interesa mucho dar por los costos y problemas de suministro desde el exterior”.