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CRISPR y el Premio Nobel de Química 2020

Las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna han sido galardonadas con el Premio Nobel de Química por el desarrollo del método de edición del genoma llamado CRISPR/Cas: Tijeras genéticas. (https://academianacionaldemedicina.org/publicaciones/cm-fronteras-de-la-ciencia-simposio-virtual-sobre-los-premios-nobel-de-medicina-y-de-quimica-en-la-lxx-convencion-anual-de-asovac-24-11-2020/)

Definición. El sistema CRISPR es una metodología que permite la edición del material genético. Llamaremos edición genómica a la herramienta(s) genética que permite la “re-escritura” de la información genética presente en la molécula de DNA (genoma), mediante el uso de tijeras moleculares (nucleasas, ej Cas) que identifican y cortan con gran precisión y eficiencia regiones específicas del ácido deoxiribonucleico (DNA), con la finalidad de sustituirlas o reeditarlas a través de la inserción, reemplazo o remoción de secuencias, tal como ocurre en la acción de cortar y pegar para editar un texto en una computadora.1,2

Origen de CRISPR. Varias han sido las investigaciones e investigadores, no considerados en el galardón del premio Nobel, que aportaron ideas y evidencias que llevaron al descubrimiento del sistema CRISPR/Cas. El funcionamiento y elementos que constituyen el sistema de las tijeras genéticas han sido previamente discutidos.1,2,3

El sistema CRISPR es un mecanismo bacteriano de defensa, que debe su nombre a un conjunto de secuencias cortas palindrómicas repetidas, agrupadas y regularmente interespaciadas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat-associated protein; Repeticiones palindrómicas cortas interespaciadas y agrupadas regularmente) presentes en el genoma bacteriano producto de previas infecciones virales o a agentes invasores, cuya función está relacionada con un sistema inmune adaptativo de bacterias. Estas secuencias fueron inicialmente descritas y bautizadas como CRISPR por Francisco Mojica de la Universidad de Alicante, durante su trabajo de tesis doctoral estudiando el genoma de la arquea Haloferax mediterranei.4

Hasta entonces, nadie había prestado atención a las repeticiones CRISPR.

El trabajo de Mojica, primero en investigar las secuencias CRISPR, se remonta a principios de los años 90. Desafortunadamente, no estuvo entre los galardonados del Premio Nobel por el descubrimiento de CRISPR. No obstante, la idea de utilizar el sistema bacteriano para modificar el genoma es mucho más reciente. 4,5

Algunas aplicaciones potenciales de CRISPR. Lo que ha sido más llamativo en esta tecnología es su versatilidad para llevar a cabo la edición del material genético, lo cual a contribuido al desarrollo potencial de nuevas terapias contra el cáncer y la posibilidad de que estas tijeras genéticas puedan ser utilizadas en la cura de enfermedades hereditarias como por ejemplo: la anemia falciforme, la beta talasemia, y la distrofia muscular entre otras.

Un buen ejemplo a destacar en el área dermatológica es el uso de la edición genética en el tratamiento de enfermedades cutáneas genéticas como la epidermólisis ampollar (EB) y sus variantes, una enfermedad cuya única forma de “cura” es a través de medicina regenerativa y reemplazo de mutaciones o genes involucrados. Un buen ejemplo ha sido la aplicación de CRISPR/Cas en la corrección del gen COL7A1, cuya expresión es anormal para el colágeno tipo VII en pacientes con epidermólisis ampollar distrófica recesiva.6,7

De impacto reciente, cabe destacar en el contexto de la pandemia de COVID-19, la aplicación de CRISPR en el desarrollo de kit de diagnósticos.8

Finalmente, las herramientas de edición genética en combinación con la terapia celular ha generado expectativas para su uso clínico; sin embargo, el traslado de estas tecnologías a la clínica implica grandes desafíos, principalmente en términos de seguridad, eficacia de los tratamientos y bioética.

Es lógico anticipar que la investigación sobre tecnologías de edición en biomedicina parece ser imperativo. Probablemente, uno de los mayores problemas estará relacionado con los costos y accesibilidad de estas terapias genéticas a la población.

Referencias

  1. Ruíz F. 2016. “CRISPR”, el editor genético que promete cambiar la medicina https://piel-l.org/blog/41864
  2. Mendoza-León A. 2017. Edición genética. Inmunidad bacteriana vs. Estrategias de resistencia viral. https://piel-l.org/blog/43990
  3. Ramírez J.L. 2020. A critical view of CRISPR applications in Human Genetics. CientMed. 1(1):1-8. DOI: 10.47449/CM.2020.1.1.2
  4. Mojica F. J. M. & Almendros C. Octubre 2017. El descubrimiento del sistema CRISPR-Cas. INVESTIGACIÓN Y CIENCIA. 1-10. https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/los-orgenes-de-crispr-716/el-descubrimiento-del-sistema-crispr-cas-15646
  5. Tolosa A. 2020. Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, Premio Nobel de Química por el desarrollo de un método para editar el genoma. Genotipia. https://genotipia.com/genetica_medica_news/nobel-quimica-crispr/
  1. Baker C and Hayden MS.Gene editing in dermatology: Harnessing CRISPR for the treatment of cutaneous disease. 2020; 23:9:281. DOI: 10.12688/f1000research.23185.1 ( https://f1000research.com/articles/9-281 )
  2. Has C, South A, Uitto J.Molecular Therapeutics in Development for Epidermolysis Bullosa: Update 2020. Mol Diagn Ther. 2020; 24(3):299-309. DOI: 10.1007/s40291-020-00466-7.( https://link.springer.com/article/10.1007/s40291-020-00466-7 )
  1. Mendoza-León A. 2020. Diagnóstico molecular del Coronavirus SARS-CoV-2. El método SHERLOCK. https://piel-l.org/blog/48452

NOTA FINAL. A pesar de las vicisitudes de un año tan difícil como el 2020, quiero expresarles mis mejores deseos de felicidad y prosperidad para el próximo año. Nuestro esfuerzo, empeño y dedicación, día a día,  será el mejor regalo que podemos ofrecer para tener el país que queremos. Feliz año 2021 

Acerca de Alexis Mendoza-León

Alexis Mendoza-León, PhD. Venezolano, UCVista, Biólogo

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