El sistema de edición de genes CRISPR-Cas9 rompe las cadenas de ADN que son reparadas por las células, un proceso que puede ser difícil de controlar y conduce a cambios genéticos indeseables. Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han desarrollado una tecnología alternativa que altera la expresión génica sin dañar el ADN, y creen que puede ser útil tanto para la investigación como para el desarrollo de fármacos.

Los investigadores utilizaron su sistema, llamado CRISPRoff y CRISPRon, para inducir a las células madre pluripotentes a convertirse en neuronas. También lo usaron para silenciar el gen que produce la proteína tau, que está involucrada en la enfermedad de Alzheimer. Describieron su investigación en la revista Cell.

Los investigadores del MIT y UCSF desarrollaron por primera vez una máquina hecha de una proteína y pequeños ARN que los guiaron a ubicaciones específicas en hebras de ADN. La máquina agrega «grupos metilo» a los genes para silenciar su expresión. La tecnología también puede revertir el proceso y volver a activar los genes eliminando los grupos metilo.

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que podían usar el interruptor de encendido y apagado para apuntar a la mayoría de los genes del genoma humano, incluidos los que no producen proteínas.

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Queriendo tener una idea de si CRISPRoff era aplicable a enfermedades graves, el equipo de UCSF / MIT decidió probarlo en neuronas. Utilizaron la tecnología para disminuir la expresión de la proteína tau en las neuronas. Tau puede crear «enredos» en el cerebro que provocan pérdida de memoria y otros síntomas de la enfermedad de Alzheimer.

«Hemos demostrado que esta es una estrategia viable para silenciar la tau y prevenir la expresión de esta proteína», dijo en una explicación el autor principal Jonathan Weissman, Ph.D., miembro del Instituto Whitehead de Investigación Biomédica del MIT.

Este es uno de los varios métodos propuestos en los últimos años para mejorar la eficiencia y seguridad de CRISPR. Investigadores de la Universidad de California en Berkeley, dirigidos por la pionera de CRIPSR Jennifer Doudna, Ph.D., han desarrollado variantes de la enzima Cas9 que activan CRISPR solo en las células exactas designadas para su procesamiento.

En 2018, el laboratorio de Weissman en UCSF desarrolló una tecnología llamada CRISPRa (para «activación») que aumenta la expresión de un gen que promueve la saciedad. Sugirieron que podría resultar prometedor en el tratamiento de la obesidad. También crearon un editor de genes llamado CRISPRi (para «interferencia»). Para que se conserven los cambios realizados por estos métodos, las células tendrían que producir continuamente proteínas artificiales.

Los investigadores creen que CRISPRoff podría proporcionar una ventaja al instruir a las células para que realicen cambios, y esas instrucciones se transmiten a medida que las células se dividen.

Weissman dijo que todavía hay preguntas sobre el uso de CRISPRoff en enfermedades como el Alzheimer que necesitan más investigación para ser respondidas. “Entonces, la pregunta es, ¿cómo se le entrega esto a un adulto? ¿Y realmente sería suficiente para afectar el Alzheimer? » él dijo.

Mientras tanto, la tecnología podría encontrar un uso generalizado en la investigación genética. «Ahora que podemos silenciar cualquier parte del genoma que queramos, esta es una gran herramienta para estudiar cómo funciona el genoma», dijo Weissman.

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