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La revolución de las tijeras de ADN

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Publicado el 11/8/2020

La historia del CRISPR empieza en Japón al final de los años 1980. Un equipo de investigación va a descubrirlo bajo la forma de ADN en una bacteria :Escherichia coli.

fotografia por microscopia (técnica no descrita por los investigadores) de la bactéria Escherichia coli. Fuente :https://www.pasteur.fr/fr/journalrecherche/actualites/organisation-multi-echelle-du-genome-escherichia-coli

Es tan solo durante los años 2000 que se descubre que ese CRISPR es el equivalente de nuestro sistema inmunitario para las bacterias. Les permite defenderse contra los virus patrullando como soldados entre las células. El sistema CRISPR, asociado a una proteína Cas9, se focaliza en los virus y los «destruye» cortándolos, impidiendo así la infección.

Gracias a la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier, profesora en la Universidad d’Umeå en Suecia, la resonancia de CRIPSR Cas9, en el marco particularmente medicinal y farmacéutico, fue mundial. Después de sus trabajos en genética premiados en dos ocasiones en 2016 (Premio Leibniz y premio de la fundación Paul Ehrlich), la investigadora a demostrado que ese sistema CRISPR Cas9 podía cortar nuestro ADN con el fin de eliminar o añadir « trozos» de él.

Este método totalmente revolucionaria ofrece numerosas posibilidades.

El entusiasmo provocado por tal tecnología engendró rápido unas metas financieras importantes con la creación de empresas de biotecnología y startup poniendo productos derivados del CRISPR en el mercado, pero igualmente con la apertura de nuevos proyectos en investigación fundamental.

SegúnThe Journal of Gene Medicine,los trabajos asociados a esta forma avanzada en terapia génica (introducción de un material genético para currar una enfermedad) son las siguientes, presentadas en el diagrama a continuación.

¿Pero qué son exactamente esas tijeras de ADN y cómo funcionan?

En inglés CRISPR significaclustered regulatory interspaced short palindromic repeats, o sea cortas repeticiones en palíndromo agrupadas y regularmente separadas. Eso implica tres tipos de sistema CRISPR, el sistema de tipo II siendo el mas utilizado con fines terapéuticos. Es él que vamos a estudiar.

CRISPR utiliza dos herramientas : un ARN (modificable) elegido por los investigadores enfocándose en el gen que se quiere eliminar o modificar. Este ARN modificable funciona como un asesino a sueldo en busca de su blanco, este siendo la zona del ADN que debe ser cambiada. Encontramos también un segundo ARN (guía), propio del CRISPR y que no cambia.

Esquema del sistema CRISPR Cas9. En negro la parte que no cambia. En marron la parte enfocandose en la zona de ADN que se quiere modificar. Cas9 corta la doble brizna de ADN.

Todo esto esta asociado a otra molécula llamada nucleasa, y nombrada Cas9. Esta molécula tiene como función cortar el ADN, como unas tijeras.

El sistema CRISPR Cas9 se fija entonces en el lugar meta del ADN y va a cortar las dos briznas del ADN.

Con ese mecanismo es entonces posible cortar en dos lugares unas dobles briznas de ADN con el fin de extraer o de introducir nuevos «trozos» para expresar un nuevo gen en el seno de la célula.

Esquema de la eliminacion de una parte del ADN por el sistema CRISPR Cas9. En azul la parte que sera eliminada
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Esquema de la insercion de una parte del ADN por el sistema CRISPR Cas9. En azul la parte que sera eliminada y en purpura la parte que sera insertar

CRISPR Cas9 esta introducido en una célula por los investigadores al insertar el ADN de ese mismo en el ADN bacteriano (un plásmido) o ADN viral (AAV). El conjunto será entonces inyectado tal como una inyección en la célula con el fin de entrar en acción.

Esquemaa de recipiente de ADN viral (bacteriofago) donde el codigo para «crear» CRISPR en la célula una vez inyectada esta guardada.

Se puede entonces enfocar en cualquier region de nuestros genes y aplicar terapias génicas. En efecto, su eficacia y su particularidad son que las modificaciones creadas en el seno de una célula se transmiten a futuras células (las que prosiguen de la diferenciación celular).

Sin embargo CRISPR no solo tiene aplicaciones para currar las enfermedades tales como la mucoviscidosis o formas de canceres. CRISPR Cas9 puede ser utilizado con el fin de crear OGM, sean plantas para resistir a unos insectos o incluso modificar insectos como los mosquitos anti paludismo con el fin de eliminar por selección natural los mosquitos portadores de la enfermedad. La creación modelos animales de laboratorios con el fin de estudiar específicamente varias características o enfermedades también han sido creados. Pero igualmente en el mismo campo, la «cultura» de órganos humanos en el cerdo para injertos. O también para resucitar especies desaparecidas como el mamut. Esto no se ha realizado todavía pero algunos trabajos están en proceso. Todas esas investigaciones son realizadas gracias a ese sistema CRISPR Cas9.

Este entusiasmo no engendra tan solo trabajos científicos éticos. Podríamos citar por ejemplo las gemelas chinas modificadas genéticamente para resistir al VIH, quienes lo serían en realidad solo parcialmente.

Esta tecnología es entonces muy interesante pero a seguir con cuidado con el fin de no dejarse llevar al desvió.

Con el fin de tener unas informaciones complementarias sobre el tema, a continuación un vídeo de la cadena Osmosis sobre el CRISPR-Cas9 and the age of gene-edited humans

Fuentes :


1. Bertrand Jordan. Chroniques génomiques. CRISPR-Cas9, une nouvelle donne pour la thérapie génique. Médecine/Sciences. 2015.

2. Bertrand Jordan. Chroniques génomiques. Les débuts de CRISPR en thérapie génique. Médecine/Sciences. 2016.

3. Hélène Gilgenkrantz. La révolution des CRISPR est en marche. Médecine/Sciences. 2014.

4. Jacques P. Tremblay. CRISPR, un système qui permet de corriger ou de modifier l’expression de gènes responsables de maladies héréditaires. Médecine/ Sciences. 2015.

5. https://www.leparisien.fr/societe/des-chercheurs-sur-le-point-de-ressusciter-le-mammouth-laineux-03-05-2018-7696872.php

6. https://www.futura-sciences.com/sante/questions-reponses/crispr-cas9-crispr-8-applications-edition-genetique-12228/





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