El descubrimiento del sistema CRISPR/Cas9 ha revolucionado el campo de la Genómica debido a sus numerosas aplicaciones. En la actualidad, se emplea en Ciencia para generar modelos de ratón representativos de enfermedades humanas sobre los que pueden ensayarse fármacos o terapias.
Además, se emplea para producir la supresión de genes in vitro con muy diferentes objetivos, y su aplicación más interesante para el ser humano quizá sea la posibilidad de acabar con enfermedades de diferente naturaleza a partir de un mismo sistema. En el presente trabajo se han revisado a grandes rasgos algunos de los artículos más relevantes en el campo de la investigación clínica, y estos han revelado unos resultados muy prometedores, que postulan a CRISPR/Cas9 como el futuro de la Genómica en general, y en concreto de la terapia génica.
El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante en los años 70 marca una nueva etapa para la Biología: comienza a ser posible la manipulación molecular del ADN. Esto permite alcanzar una mayor profundidad en el estudio de los genes a nivel individual: es posible comprender los mecanismos de expresión y regulación, así como sus efectos a nivel molecular y fisiológico.
La adición o supresión de genes o secuencias concretas en células o seres vivos tiene aplicaciones muy diferentes, desde la incorporación de genes de resistencia en especies vegetales para poder cultivarse en casi cualquier lugar del mundo, hasta la supresión de genes que producen enfermedades en el ser humano. Además, a nivel industrial, es posible aumentar el rendimiento de la producción de diferentes productos (fármacos, combustibles, materiales...), y en el campo de la investigación clínica estos procesos permiten generar tejidos o animales modificados genéticamente, sobre los que estudiar diferentes tratamientos para enfermedades humanas.
En este contexto, la tecnología CRISPR/Cas9 es el método de edición genómica más recientemente adoptado, y supone una revolución por su versatilidad, especificidad y también por la sencillez de su diseño.
El descubrimiento de CRISPR se remonta al año 1987, cuando Ishino et al describen la presencia de secuencias repetitivas en el genoma de la bacteria Escherichia coli. Dichas secuencias llamaron su atención por tener en común una separación entre ellas de 32 pares de bases no repetitivos. La función de estas secuencias fue desconocida durante décadas, pero la secuenciación de un gran número de genomas bacterianos en los años posteriores llevó al descubrimiento de secuencias de igual naturaleza en muchas otras especies de bacterias y arqueas. Mojica et al determinaron que estas secuencias interespaciadas y repetitivas constituyen un elemento presente en más del 40% de
las especies bacterianas secuenciadas hasta la fecha, y alrededor de en un 90% de las arqueas.
El interés por estas secuencias bacterianas cuya función era aún desconocida fue en aumento. En el año 2002, un equipo en el que colaboró el científico español José JM Mojica acuña el término CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) para referirse a ellas.
El estudio en profundidad de estas secuencias llevó a un nuevo descubrimiento: todas ellas presentaban secuencias adyacentes con un alto grado de conservación, que después se denominarían genes Cas.v
Estos genes codifican para una familia de proteínas con dominios helicasa, nucleasa,
polimerasa, y también varias regiones de unión a RNA, por lo que en un principio se postuló que estas proteínas constituían un sistema de reparación natural del material génico.
El análisis comparativo tanto de las secuencias CRISPR como de sus genes adyacentes, los genes Cas, reveló que correspondían a fragmentos nucleicos del genoma de algunos virus y plásmidos.
Con este descubrimiento se postula por primera vez la posibilidad de que el sistema CRISPR sirva a las bacterias como sistema de defensa con capacidad adaptativa ante agentes exógenos.
Para confirmar esta nueva hipótesis, se insertaron secuencias víricas concretas en algunas cepas de Streptococcus thermophilus. Tras la infección con el fago correspondiente a dicha secuencia, se detectó la capacidad de las bacterias para eliminar los fragmentos nucleicos virales, evitando así el proceso de infección.
LA TECNOLOGÍA
CRISPR/Cas9 Y SU APLICACIÓN EN
ENFERMEDADES HUMANAS.
Autor: Patricia Hinojar Merín
Tutor: Elvira Román González
