CIENCIA. PASTE: el nuevo sistema de edición de genes CRISPR puede "arrastrar y soltar" el ADN a granel

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PASTE es una nueva variación del sistema de edición de genes CRISPR que debería ser más cuidadoso con el genoma. Depositphotos

 Se ha agregado una nueva técnica a la caja de herramientas de edición de genes CRISPRConocido como PASTE, el sistema utiliza enzimas virales para "arrastrar y soltar" grandes secciones de ADN en un genoma, lo que podría ayudar a tratar una variedad de enfermedades genéticas.

25 noviembre 2022.- El sistema CRISPR se originó en las bacterias, que lo usaban como mecanismo de defensa contra los virus que las atacaban. Esencialmente, si una bacteria sobrevivió a una infección viral, usaría enzimas CRISPR para cortar un pequeño segmento del ADN del virus y lo usaría para recordar cómo combatir futuras infecciones de ese virus.

Durante las últimas décadas, los científicos adaptaron este sistema en una poderosa herramienta para la ingeniería genética. El sistema CRISPR consta de una enzima, generalmente una llamada Cas9, que corta el ADN y una secuencia corta de ARN que guía al sistema para hacer este corte en la sección correcta del genomaEsto se puede usar para eliminar genes problemáticos, como los que causan enfermedades, y se pueden sustituir con otros genes más beneficiosos. 

El problema es que este proceso implica la ruptura de ambas cadenas de ADN, lo que puede dificultar que la célula se repare según lo previsto, lo que genera alteraciones no deseadas y mayores riesgos de cáncer en las células editadas.

Entonces, los investigadores del MIT se propusieron desarrollar una nueva versión de la herramienta que fuera más cuidadosa con el genoma. En lugar del método de "cortar y pegar" de CRISPR-Cas9 existente, el equipo describe el nuevo método como un sistema más de "arrastrar y soltar". PASTE, que significa Adición programable a través de elementos de orientación específicos del sitio, todavía usa una enzima Cas9 para cortar el ADN en una ubicación especificada por el ARN guía, pero la diferencia es que el nuevo sistema corta una hebra y luego la otra, en lugar de ambas al mismo tiempo. La nueva investigación fue publicada en la revista Nature Biotechnology .

La inserción de los nuevos genes está a cargo de enzimas llamadas serina integrasas, que son utilizadas por los virus para infectar bacterias e insertar su ADN en el genoma del objetivo, irónico, dados los orígenes de CRISPR como defensa de las bacterias contra estos ataques exactos. Estas integrasas buscan naturalmente secuencias específicas en el genoma objetivo, por lo que después de que el sistema PASTE hace su corte suave, inserta la pequeña secuencia del "sitio de aterrizaje" que buscan las integrasas. Finalmente, la integrasa inserta su carga útil de ADN en el genoma en ese sitio.

En una serie de pruebas, el equipo puso el sistema PASTE a trabajar en células hepáticas humanas, células T y linfoblastos, insertando 13 genes diferentes en nueve ubicaciones en el genoma. La tasa de éxito fue de hasta el 60% y generó muy pocos errores en el sitio de inserción. Sin embargo, las pruebas en ratones con hígados "humanizados" solo funcionaron en aproximadamente el 2,5% de las células.

Esta técnica no solo es más suave y potencialmente más segura, sino que el equipo dice que pudo insertar grandes cantidades de ADN a la vez, hasta 36,000 pares de bases en las pruebas. Esto podría hacerlo particularmente útil para reemplazar genes defectuosos como los que causan la fibrosis quística o la enfermedad de Huntington.

Si bien aún queda mucho trabajo por hacer para mejorar PASTE antes de que pueda usarse para tratar estas enfermedades, no faltan otras variaciones suaves de CRISPR en desarrollo. Eso incluye CRISPR-Combo , MAGESTIC RLR y sistemas que utilizan bacteriófagos genes saltadores .

Fuente: MIT

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